無需USB,僅靠RFID,就可為智能球和行李標簽無線供電
目前眾多科技公司正在利用RFID技術傳輸數(shù)據(jù)以及為設備提供動力,從而確保傳感器應用系統(tǒng)的性能一致性,這些系統(tǒng)的設計目的是讓產(chǎn)品和資產(chǎn)的查找和管理變得更容易。智能運動球公司SportCor已將其電子產(chǎn)品出售給板球制造商Kookaburra,并正在全球范圍內(nèi)推廣用于各種其他運動的球類產(chǎn)品。
SportCor系統(tǒng)采用傳感器來捕獲關于球的位置和性能的數(shù)據(jù),通過藍牙低功耗(BLE)將數(shù)據(jù)傳輸回智能手機或網(wǎng)關設備。RF通過使用傳輸藍牙信號的2.4 GHz天線為設備無線供電,在系統(tǒng)中發(fā)揮著自己的作用。據(jù)悉,基于RF的供電系統(tǒng)由Powercast提供。Powercast公司的產(chǎn)品經(jīng)理John Macho表示,到目前為止,Powercast是第一家采用射頻無線電源解決方案和產(chǎn)品的公司。
在過去的三年中,SportCor公司開發(fā)了一種可嵌入的智能電子核心,它由傳感器和相關的電子設備組成,將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)關或手機中的BLE beacon設備。Kookaburra公司正在智能板球中植入電子設備,為板球運動員和教練提供智能化的速度、距離、力量、位置和旋轉等信息。
SportCor的創(chuàng)始人兼創(chuàng)新主管Ben Tattersfield表示,推出SportCor的目的是創(chuàng)建一個基于技術的解決方案,可以幫助高爾夫球手尋找丟失的高爾夫球。當Tattersfield打高爾夫球時,他說自己經(jīng)常丟球:“我想創(chuàng)造一個可以用手機追蹤到的高爾夫球?!彼圃炝艘粋€球的原型,這個球可以承受揮桿的打擊,并且可以通過GPS和BLE傳輸來定位。不過,高爾夫行業(yè)并沒有對這種產(chǎn)品表現(xiàn)出興趣,因為丟失的高爾夫球推動了制造代工企業(yè)的銷售業(yè)績。但其他市場的公司更感興趣,SportCor開始與Kookaburra和其他球類制造商合作,“我們希望與現(xiàn)有的運動器材品牌合作?!?/p>
Kookaburra的曲棍球和板球使用者遍布全球。該公司最近發(fā)布了最新的智能球,它可以跟蹤數(shù)據(jù)、了解如訓練方式或游戲目的。內(nèi)置在球內(nèi)的SportCor單元包括加速計和其他傳感器,這樣它就可以收集有關擊球方式、擊球速度、旋轉速度和移動速度的信息。然后,球通過藍牙將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交净蚴謾C,基站或手機再將信息轉發(fā)到云上。
要捕獲和轉發(fā)數(shù)據(jù),智能球需要標準的可充電鋰電池。但是,Tattersfield說:“我們不能在球的側面設置USB端口?!币虼?,他們開始研究無線充電。其中一個挑戰(zhàn)是要用相同的發(fā)射天線和小型Powercast RF接收器,使充電傳輸進入球的中心。這樣,系統(tǒng)不會影響球的大小或運動。
因此,智能電子核心需要接收2.4 GHz的充電傳輸,與其他頻率相比,它可使天線尺寸最小化。Macho說:“另一個挑戰(zhàn)是要盡可能小。”Powercast提供“工程即服務”(engineering-as-a-service)對系統(tǒng)進行修改,使其能夠進行2.4 GHz的傳輸,同時接收器將電源轉換為直流電,以便為電池充電。Powercast在2018年秋天開始與SportCor公司合作,在2019年開發(fā)了一個原型。
Tattersfield說,近期他們把產(chǎn)品升級到了第4版。這款新的電子產(chǎn)品重約7克,并加上了一個用來承受打擊的框架,使重量達到20克。在板球的內(nèi)部,一個內(nèi)核已經(jīng)取代了緊密的橡膠丸。因此,智能球的重量與標準球相同。SportCor公司解釋稱,它的設計目的是在比賽中提供與標準球相同的感官體驗,包括球與板球棒碰撞時發(fā)出的聲音。SportCor的工程師與體育科學家和專業(yè)板球運動員合作,以幫助實現(xiàn)正確的聲音和感覺。
用戶必須下載一個應用程序來購買Powercast品牌的充電器以及智能球。Tattersfield解釋:“從用戶的角度來看,他們所要做的就是把球放在一個基座上?!比缓蠼o基座蓋上蓋子,就可以在大約8小時內(nèi)進行充電。當球在使用時,通??梢栽?5米遠的地方向支持BLE的手機發(fā)送藍牙信號。SportCor公司還提供了一個BLE網(wǎng)關,可以安裝在球場或在150米以下接收2.4 GHz傳輸?shù)钠渌攸c。
據(jù)Tattersfield透露,SportCor公司目前正在開發(fā)一種電子產(chǎn)品的回收工藝,因為這些電子產(chǎn)品的使用壽命往往會超過球體的使用壽命。此外,Powercast和SportCor正在計劃開發(fā)一種支持同時為幾十個球充電的大容量充電器,Powercast正在為其他應用提供RFID充電解決方案。Macho舉了個例子,比如為英國航空公司提供電子行李標簽。
由ViewTag提供給航空公司可重復使用的數(shù)字標簽會更新乘客的航班信息,并顯示特定行李目的地的數(shù)據(jù)。它可以通過RFID傳輸多達3000次的更新。與SportCor的智能球一樣,英國航空公司將為行李打上需要無線充電的電子標簽。如果標簽在機場RFID閱讀器的讀取范圍之外,標簽將處于休眠狀態(tài)。在讀取范圍內(nèi)時,閱讀器將其喚醒,并可以將新信息寫入屏幕。屏幕被重寫后,標簽將返回休眠模式,電池不再需要供電。
行李標簽內(nèi)嵌有Powercast的Powerharvester接收芯片和接收手機藍牙功能傳輸?shù)膶S锰炀€。它可以在機場對RFID閱讀器進行充電和響應,也可以通過藍牙與乘客的智能手機配對。Macho說,在許多航班中,行李會被貼上標簽,“重要的是它要耐用、完全密封,這樣在外部環(huán)境中就可以機械地正常工作。”
Powercast充電系統(tǒng)的另一個市場是無電池的物聯(lián)網(wǎng)設備,比如發(fā)光包裝。一些解決方案為LED照明提供了一種無源系統(tǒng),可以內(nèi)置到智能證書或包裝中。例如,PPG Teslin用導電油墨制作基板。Powercast的功率收集芯片可以安裝在基板上,并利用導電墨水作為天線接收來自RFID的詢問。然后,這種能量可以點亮LED燈——例如,點亮商店貨架上的產(chǎn)品以吸引顧客的注意力。目前這個應用程序還在開發(fā)階段。