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物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù) 轉(zhuǎn)載

近期，隔空充電成為各大新聞?lì)^條被爭(zhēng)相報(bào)道，不得不說(shuō)，這對(duì)智能家居行業(yè)來(lái)說(shuō)確實(shí)是一大革新性技術(shù)。除此之外，亞馬遜的Sidewalk（遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù)）也不甘示弱，憑借低功耗與長(zhǎng)距離優(yōu)勢(shì)，正把智能家居的邊界拓寬至智慧社區(qū)，甚至是智慧城市。

一個(gè)是無(wú)線充電技術(shù)，一個(gè)是無(wú)線通訊技術(shù)，話說(shuō)這兩位弄潮兒會(huì)有哪些獨(dú)門秘訣？又會(huì)給我們帶來(lái)哪些影響呢？

充電方式可以簡(jiǎn)單地分為有線和無(wú)線，有線穩(wěn)定但是布線有講究，無(wú)線因?yàn)楸憬?，可以解放眾多電子設(shè)備，所以一直備受關(guān)注。

2021年1月29日，小米和聯(lián)想爭(zhēng)先發(fā)布隔空充電技術(shù)。雷軍在微博上發(fā)布小米隔空充電方案，宣稱其技術(shù)核心是空間定位和隔空能量傳輸。

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空間定位，是通過(guò)充電樁內(nèi)置5個(gè)相位干涉天線，對(duì)手機(jī)進(jìn)行毫秒級(jí)空間定位，可以精準(zhǔn)探測(cè)手機(jī)位置。

隔空能量傳輸，則是由144個(gè)天線構(gòu)成的相位控制陣列，通過(guò)波束成形將毫米波定向發(fā)射給手機(jī)。在手機(jī)端，則內(nèi)建有“信標(biāo)天線”和“接收天線陣列”，信標(biāo)天線通過(guò)低功耗方式在空間場(chǎng)內(nèi)廣播位置信息，14根天線組成的接收天線陣列，將充電樁發(fā)射的毫米波信號(hào)，通過(guò)整流電路轉(zhuǎn)化為電能。

簡(jiǎn)而言之，隔空充電技術(shù)就是一種無(wú)線技術(shù)。據(jù)了解，目前無(wú)線充電的技術(shù)原理主要有三種：電磁感應(yīng)、電磁共振和無(wú)線射頻。目前在手機(jī)上應(yīng)用廣泛的Qi無(wú)線充電就屬于電磁感應(yīng)技術(shù)。

電磁感應(yīng)充電的優(yōu)勢(shì)在于充電效率高、轉(zhuǎn)化率高，但距離要求則更嚴(yán)格，必須將手機(jī)放置在無(wú)線充電板上才可以正常充電，越靠近效率越高，目前主流手機(jī)廠商的無(wú)線充電技術(shù)可以做到80W甚至120W，其轉(zhuǎn)化率為80%左右。

電磁共振不需要手機(jī)和充電板“親密接觸”，充電距離最大可以達(dá)到10cm左右，增加距離則犧牲了轉(zhuǎn)化率，電磁共振充電方式的轉(zhuǎn)化率為70%左右。目前在桌子、茶幾、床頭柜等家具上的無(wú)線充電方案就采用的這個(gè)原理。

無(wú)線射頻技術(shù)對(duì)空間限制則少了很多，但其充電效率和轉(zhuǎn)化率無(wú)疑也會(huì)犧牲更多。從小米發(fā)布的方案來(lái)看，可以做到幾米之內(nèi)的穩(wěn)定傳輸。不過(guò)功率僅為5W，目前無(wú)線充電技術(shù)已經(jīng)做到了80W甚至120W的級(jí)別，相比之下5W確實(shí)不夠看，其轉(zhuǎn)化率目前沒(méi)有公布具體數(shù)據(jù)，按照其技術(shù)原理來(lái)看，肯定比電磁感應(yīng)和電磁共振低。

與wifi、藍(lán)牙、紅外等技術(shù)一樣，隔空充電也是采用無(wú)線射頻技術(shù)原理，隔空充電樁將電能轉(zhuǎn)化為可利用的射頻類型，接收端則將對(duì)應(yīng)的射頻類型轉(zhuǎn)換成電能，實(shí)現(xiàn)隔空充電。

目前來(lái)看，隔空充電除了成本高、效率不高、轉(zhuǎn)化率低、充電樁體積過(guò)大等不足外，充電輻射引發(fā)的安全問(wèn)題也是人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

但中國(guó)對(duì)電磁輻射限值的要求是非常嚴(yán)格的，能正常上市，說(shuō)明它必然是通過(guò)了相關(guān)測(cè)試的。而且成本、效率、外觀設(shè)計(jì)等問(wèn)題，相信也會(huì)慢慢得到優(yōu)化，真正走進(jìn)我們的生活或許就在幾年之后。

隔空充電如果普及之后，相信受益最大的就是智能家居和智能穿戴行業(yè)。想象一下，基本上所有的智能家居和智能穿戴場(chǎng)景下，每一個(gè)產(chǎn)品都離不開(kāi)電力的驅(qū)動(dòng)，如果所有小功率設(shè)備的產(chǎn)品都得到充電解放后，產(chǎn)品的使用體驗(yàn)以及空間布置等等都會(huì)經(jīng)歷一場(chǎng)巨變。

舉幾個(gè)例子。就拿掃地機(jī)器人來(lái)說(shuō)，如果有隔空充電，掃地機(jī)器人就可以邊工作邊充電，家里不需要放置占地方的固定充電裝置。

智能門鎖、智能門鈴和智能貓眼這些需要定期更換電池的單品也不需要定期更換了，無(wú)線無(wú)電無(wú)源開(kāi)關(guān)采用隔空充電后，可以做成移動(dòng)式智能開(kāi)關(guān)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的遙控器來(lái)移動(dòng)使用。

其次，在智能手表、智能眼鏡、智能手環(huán)、智能戒指等智能穿戴設(shè)備中，如果在家里、辦公室里和車?yán)锱渲酶艨粘潆娧b置，可以隨時(shí)隨地?zé)o聲無(wú)息的為設(shè)備供電，沒(méi)有電量焦慮，穿戴設(shè)備可以做到自由暢聯(lián)。

除此之外，在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代大背景下，將會(huì)有越來(lái)越多的智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。它們的供電都依賴于有線和電池供電，如果隔空充電實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，那么萬(wàn)物互聯(lián)實(shí)時(shí)在線就有了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，更智能更自由的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代將會(huì)到來(lái)。

從2020年底開(kāi)始，亞馬遜正式激活了“Sidewalk”功能，這將對(duì)智能家居市場(chǎng)格局和產(chǎn)業(yè)生態(tài)帶來(lái)深刻影響。

什么是Sidewalk？

它是一個(gè)讓智能設(shè)備無(wú)論在用戶的家里還是屋外，都能順暢通訊的“共享”鄰域網(wǎng)絡(luò)。也就是說(shuō)，Sidewalk基于低功耗的遠(yuǎn)距離無(wú)線技術(shù)，能夠比 Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，在更大的范圍內(nèi)，控制家庭內(nèi)部和外部的智能設(shè)備。

比如亞馬遜宣傳Sidewalk時(shí)，所舉的例子就是戴著具有定位功能的可穿戴設(shè)備的小狗跑出門，連不上家里的Wi-Fi，這時(shí)就可以通過(guò)Sidewalk進(jìn)行通訊，及時(shí)定位，以免寵物的走失。

亞馬遜的Sidewalk本質(zhì)上就是LoRa網(wǎng)絡(luò)。此前，Semtech宣布已與亞馬遜（Amazon）建立合作關(guān)系，共同開(kāi)發(fā)其Amazon Sidewalk網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

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LoRa是一種無(wú)線通訊技術(shù)，屬于LPWAN （Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網(wǎng)絡(luò)）的一種，應(yīng)用于許多智能設(shè)備中。

LoRa的通訊頻率為433、868、915Mhz，相對(duì)于Zigbee的2.4Ghz（與wifi、藍(lán)牙同頻率，易收到干擾），其穩(wěn)定性和可靠性更高；其二，LoRa的工作頻率更低，在相同的供電情況下，LoRa具備更長(zhǎng)的續(xù)航能力，具備更遠(yuǎn)的傳輸距離。

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長(zhǎng)距離、低功耗是Sidewalk的首要優(yōu)點(diǎn)，Sidewalk最遠(yuǎn)可以連接到1.6公里以外的設(shè)備。

利用LoRa遠(yuǎn)距離的特性，亞馬遜的Sidewalk網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)設(shè)備從家居到花園、再到小區(qū)的連接，從而使整個(gè)社區(qū)受益。

智能家居其實(shí)并不僅僅包括房屋之內(nèi)的范圍，而是在覆蓋整個(gè)物業(yè)的基礎(chǔ)上，延伸到院子、花園，擴(kuò)展到整個(gè)建筑物、房屋周邊甚至是移動(dòng)資產(chǎn)。

據(jù)了解，除了文初提到的寵物追蹤等應(yīng)用場(chǎng)景之外，Sidewalk還可以通過(guò)全景攝像頭，監(jiān)控停靠在Wi-Fi力所不能及之處的私家車，或者讓室外的路燈、氣象站和灌溉設(shè)備也能接入網(wǎng)絡(luò)。

在Sidewalk的配合下，用戶在室內(nèi)就可以使用Echo音箱了解到室外氣象站提供的天氣數(shù)據(jù)，還可以開(kāi)啟院子里的自動(dòng)灌溉設(shè)備。過(guò)去這些設(shè)備通過(guò)Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee等協(xié)議并不能實(shí)現(xiàn)有效的覆蓋，而在Sidewalk的加持下，智能家居的范疇至少可以從屋內(nèi)擴(kuò)展到庭院。

LoRa器件的低功耗特性為使用Wi-Fi或藍(lán)牙的、基于電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了一個(gè)令人信服的替代性方案。

頻繁地給傳感器充電或更換電池會(huì)帶來(lái)不便，特別是將傳感器放置在難以觸及的區(qū)域時(shí)。更壞的情況是，快速耗電的家庭安防設(shè)備可能會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)橛锌赡茉谛枰鼈兤鹱饔玫年P(guān)鍵時(shí)刻，設(shè)備卻由于電量耗盡而導(dǎo)致失效。

Sidewalk利用其極低功耗這一特性來(lái)進(jìn)行通信，進(jìn)而支持設(shè)備僅需一塊電池或一次充電即可運(yùn)行好幾年，從而克服了上述的缺點(diǎn)。

得益于LoRa低功耗與長(zhǎng)距離的特性，亞馬遜智能家居的生態(tài)版圖正在逐步擴(kuò)大，讓更多的智能硬件可以走出家門，布局于室外，推進(jìn)到智慧社區(qū)領(lǐng)域，甚至是智慧城市領(lǐng)域。

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隨著單品智能程度的提高、SKU的豐富和不同通信協(xié)議的互通，以場(chǎng)景為中心的全套智能家居解決方案興起，逐漸進(jìn)入2.0智能互聯(lián)階段，用戶將會(huì)是各種智能設(shè)備的運(yùn)營(yíng)者。

目前，我們正處于智能家居2.0時(shí)代。不管是隔空充電的無(wú)線充電技術(shù)，還是基于LoRa網(wǎng)絡(luò)的Sidewalk，這些都是促進(jìn)智能家居發(fā)展的“得力助手”。

隔空充電助力室內(nèi)場(chǎng)景下智能單品的互聯(lián)深度，亞馬遜的Sidewalk讓智能家居的場(chǎng)景邊界拓寬至室外，從而使智能家居與智慧社區(qū)、智慧城市的融合變得更和諧。

正如《場(chǎng)景紀(jì)元》中提出，一切都在場(chǎng)景化，場(chǎng)景成為數(shù)字商業(yè)的基本單元。智能家居中也涉及眾多細(xì)分場(chǎng)景，如何讓眾多細(xì)分場(chǎng)景可以做到靈活切換，甚至是主動(dòng)智能，隔空充電、亞馬遜的Sidewalk這類無(wú)線技術(shù)確實(shí)可以起到很大作用。

未來(lái)，智能家居將會(huì)步入主動(dòng)智能的3.0時(shí)代。借助大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，智能家居設(shè)備可以構(gòu)建用戶畫像、理解用戶行為，做到主動(dòng)智能，讓用戶感受到“無(wú)感化”服務(wù)。其基礎(chǔ)也必然是建立在無(wú)線技術(shù)之上，而隔空充電、亞馬遜的Sidewalk將會(huì)對(duì)此產(chǎn)生巨大助力。

參考資料：

智能家居網(wǎng)——《智能家居的中場(chǎng)戰(zhàn)事，從2C到2H、從室內(nèi)到室外、從家庭到社區(qū)》；

智哪兒——《隔空充電是智能家居行業(yè)的未來(lái)嗎？》