室內(nèi)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)在房間的范圍內(nèi)為多個(gè)設(shè)備充電

由博士生Takuy??a Sasatani，迪斯尼研究和密歇根大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的東京大學(xué)的研究人員創(chuàng)建并演示了一個(gè)房間大小的設(shè)備，該設(shè)備使用磁場(chǎng)為其內(nèi)部的兼容設(shè)備充電。“物聯(lián)網(wǎng)即將到來(lái)，”薩薩塔尼說(shuō)。“人們很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的環(huán)境中充滿了小型傳感器和其他需要電力和通信的設(shè)備。我們有一個(gè)安全而優(yōu)雅的解決方案，它也可以幫助技術(shù)變得更加隱形。“

室內(nèi)無(wú)線電力傳輸系統(tǒng)可以在房間的范圍內(nèi)同時(shí)為多個(gè)設(shè)備(或節(jié)點(diǎn))充電。金屬板和電氣元件嵌入房間中心的柱子和房間本身的結(jié)構(gòu)中。由于系統(tǒng)的功能元素被集成到一個(gè)房間中，這種方法最適合包含在新建筑中，盡管研究團(tuán)隊(duì)也在探索改造現(xiàn)有環(huán)境的方法。

為了使系統(tǒng)工作，研究人員利用了一種稱為準(zhǔn)靜態(tài)腔共振的現(xiàn)象。這里，限制在一定體積的振蕩磁場(chǎng)在具有特殊設(shè)計(jì)線圈的裝置中引起電荷流動(dòng)。磁場(chǎng)圍繞房間旋轉(zhuǎn)，并且電場(chǎng)被限制在嵌入中心桿內(nèi)的部件中。

“安全是我們的首要關(guān)注點(diǎn)，我們將確保我們系統(tǒng)的未來(lái)部署符合所有政府健康和安全法規(guī)。我們?cè)谌梭w接近的安全限制范圍內(nèi)使用磁場(chǎng)，并且電場(chǎng)通過(guò)中心柱中的電容器隔離，“Sasatani繼續(xù)說(shuō)道。“相反，人的存在不應(yīng)影響電力傳輸效率。它甚至可以很好地與Wi-Fi配合使用，不過(guò)我們的系統(tǒng)提供了一種功耗小的替代通信鏈路。這可以大大延長(zhǎng)安裝在我們周圍的眾多低功耗設(shè)備的電池壽命。“

傳感器等設(shè)備的基本特征是它們定期傳遞數(shù)據(jù)。研究人員設(shè)計(jì)了一種兼容設(shè)備通過(guò)相同的機(jī)制發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法。兼容設(shè)備通過(guò)類似于AM無(wú)線電工作方式的方法調(diào)制功率信號(hào)，以每秒幾千比特與系統(tǒng)通信。雖然還不適合流式傳輸視頻，但它足以傳達(dá)傳感器可能收集的多種環(huán)境數(shù)據(jù)。

“我們系統(tǒng)的綜合電源和數(shù)據(jù)容量可能使其適用于醫(yī)院，溫室，實(shí)驗(yàn)室，活動(dòng)場(chǎng)所或家中等環(huán)境，”Sasatani總結(jié)道。“我們將繼續(xù)創(chuàng)新和改善電力傳輸負(fù)載和通信帶寬，同時(shí)確保兼容設(shè)備便宜且易于制造。”

除了制造成本低之外，該系統(tǒng)還應(yīng)該證明運(yùn)行成本低，使用大約10瓦的功率，相當(dāng)于高效的LED燈泡。