室内无线电力传输系统在房间的范围内为多个设备充电

互联网 2020-11-08 00:40:30

由博士生Takuy​​a Sasatani,迪斯尼研究和美国密歇根大学领导的东京大学的研究人员创建并演示了一个房间大小的设备,该设备使用磁场为其内部的兼容设备充电。“物联网即将到来,”萨萨塔尼说。“人们很快就会发现他们的环境中充满了小型传感器和其他需要电力和通信的设备。我们有一个安全而优雅的解决方案,它也可以帮助技术变得更加隐形。“

室内无线电力传输系统可以在房间的范围内同时为多个设备(或节点)充电。金属板和电气元件嵌入房间中心的柱子和房间本身的结构中。由于系统的功能元素被集成到一个房间中,这种方法最适合包含在新建筑中,尽管研究团队也在探索改造现有环境的方法。

为了使系统工作,研究人员利用了一种称为准静态腔共振的现象。这里,限制在一定体积的振荡磁场在具有特殊设计线圈的装置中引起电荷流动。磁场围绕房间旋转,并且电场被限制在嵌入中心杆内的部件中。

“安全是我们的首要关注点,我们将确保我们系统的未来部署符合所有政府健康和安全法规。我们在人体接近的安全限制范围内使用磁场,并且电场通过中心柱中的电容器隔离,“Sasatani继续说道。“相反,人的存在不应影响电力传输效率。它甚至可以很好地与Wi-Fi配合使用,不过我们的系统提供了一种功耗小的替代通信链路。这可以大大延长安装在我们周围的众多低功耗设备的电池寿命。“

传感器等设备的基本特征是它们定期传递数据。研究人员设计了一种兼容设备通过相同的机制发送和接收数据的方法。兼容设备通过类似于AM无线电工作方式的方法调制功率信号,以每秒几千比特与中央系统通信。虽然还不适合流式传输视频,但它足以传达传感器可能收集的多种环境数据。

“我们系统的综合电源和数据容量可能使其适用于医院,温室,实验室,活动场所或家中等环境,”Sasatani总结道。“我们将继续创新和改善电力传输负载和通信带宽,同时确保兼容设备便宜且易于制造。”

除了制造成本低之外,该系统还应该证明运行成本低,使用大约10瓦的功率,相当于高效的LED灯泡。

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