無源物聯(lián)網(wǎng)風口上，誰能為千億級IoT連接供能？

物聯(lián)網(wǎng)智庫 整理發(fā)布

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導讀

飛英思特為低功耗物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了一種全新的“環(huán)境取能”解決方案。未來的千億級物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點將徹底擺脫電池束縛。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今，已從方方面面融入了我們的生活，各種信息傳感器采集著我們生活、生產(chǎn)過程當中的聲、光、熱、電、生物、位置等各種需要的信息。隨著5G時代的到來，萬物互聯(lián)的概念更不斷被強調(diào)，可以預(yù)見物理世界的全面數(shù)字化將為我們的社會帶來翻天覆地的變化和發(fā)展。

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與此同時，擺在行業(yè)發(fā)展面前的許多技術(shù)問題也越發(fā)緊迫，其中，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點數(shù)量空前巨大，其海量聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的供電無法得到長期有效地解決，將成為未來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用普及的首要問題。當前物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點大部分采用電池供電，少部分采用有線電源供電這兩種方式，前者隨著部署數(shù)量的提高，在應(yīng)用場景的限制、長期更換電池的維護成本，環(huán)境的污染等方面都存在巨大問題。而有線電源供電部署時所涉及到的施工環(huán)境、物料成本、人工成本和后期線路維護等問題，都更加決定其很難在未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中被大規(guī)模應(yīng)用。

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哪怕是當前為應(yīng)對續(xù)航問題，已被大規(guī)模應(yīng)用的NB-IoT、LoRa等低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN），在面對萬物互聯(lián)，未來數(shù)千億設(shè)備的場景下，依然顯得不夠看。

未來的物聯(lián)網(wǎng)終端和傳感器，都需要在供電上面提出一種更加穩(wěn)定、持續(xù)、可靠的方案。因此，業(yè)界也開始了對于無源（Battery-free）物聯(lián)網(wǎng)的研究，一種不需要電池，從環(huán)境中獲取能量的創(chuàng)新技術(shù)，以期在面對千億級的連接設(shè)備上，發(fā)揮其巨大的應(yīng)用場景及經(jīng)濟成本優(yōu)勢。

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無源物聯(lián)網(wǎng)這項技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用在國內(nèi)起步較晚，但已表現(xiàn)出來市場規(guī)模非常巨大。隨著2021年物聯(lián)網(wǎng)大會上“無源物聯(lián)網(wǎng)”概念風口的到來，越來越多的無源應(yīng)用開始受到了市場的關(guān)注。許多前沿的科創(chuàng)企業(yè)也開始投身其中，而「飛英思特科技（Finsiot）」正是這里面的明星企業(yè)。

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中國環(huán)境微能管理技術(shù)的拓荒與引領(lǐng)者

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「飛英思特」團隊2018年在美國硅谷組建，彼時國外已經(jīng)有Atmosic、 Wiliot這樣對新一代無源技術(shù)有深刻研究且應(yīng)用的公司，而反觀國內(nèi)新一代無源領(lǐng)域卻幾乎一片空白。為了保障國內(nèi)技術(shù)的獨立性和領(lǐng)先性，「飛英思特」創(chuàng)始團隊毅然決定回國，并匯聚北京大學、清華大學、美國加州大學伯克利、美國加州大學UCSF等名校院所的科技人才，打造了一支在低功耗電子學，能源管理，射頻控制工程，算法模型等方向上都擁有至少10年以上專業(yè)經(jīng)驗的團隊，凝聚起了中國最早開始從事微能量管理技術(shù)研發(fā)的豪華陣容。

在創(chuàng)辦飛英思特科技之前， 聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO鄒珂博士是北京大學與加州大學舊金山分校的聯(lián)合培養(yǎng)博士，并在UCSF長期任職，參與負責同Google公司、中國自然科學基金、美國國立衛(wèi)生研究院基金的生物芯片研發(fā)工作，其成果也被Nature、Science子刊等世界頂級期刊熱點報道。在美國期間，鄒珂博士也曾參與創(chuàng)辦Elenets、Nonabio等多家科技公司，具有豐富的技術(shù)商業(yè)化經(jīng)驗。

公司另外一位主要聯(lián)合創(chuàng)始人潘衡博士來自美國最杰出的國家實驗室之一——勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL），曾主持實驗室物理加速器高精度機電測量系統(tǒng)研制，也參與歐洲核子研究中心（CERN）的多個國際合作項目，并評為美國電氣與電子工程師協(xié)會IEEE Senior Member與特約撰稿人。

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據(jù)了解，目前「飛英思特」已開創(chuàng)性地實現(xiàn)了光伏（Photovoltaic）、壓電（Piezoelectric）、熱能（Thermoelectric）和無線射頻（RF）等能量的高效轉(zhuǎn)換，開啟了自供能技術(shù)的全面商業(yè)化， 并逐步推出了“微能量管理”與“超低功耗”的核心技術(shù)產(chǎn)品。當前這家公司已具備成熟的環(huán)境能量采集模組與芯片設(shè)計能力， 并可為用戶提供標準的模組及相應(yīng)的自供能產(chǎn)品解決方案。

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無源物聯(lián)網(wǎng)新突破—國內(nèi)首款環(huán)境微能管理模組

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環(huán)境能量采集（energy harvesting）技術(shù)是一種從環(huán)境中收集能量，存儲能量，使用能量的技術(shù)，從某種意義上來講，環(huán)境中的能量取之不盡，用之不竭，可使物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備工作起來更加穩(wěn)定和超長壽命續(xù)航，但實現(xiàn)這樣的無源物聯(lián)網(wǎng)需要解決兩個工程難題：

• 如何實現(xiàn)能量供應(yīng)的穩(wěn)定和持續(xù)；

• 如何最大限度地降低連接設(shè)備的系統(tǒng)功耗。

「飛英思特」潘衡博士介紹道：“降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗一直是硬件及集成電路領(lǐng)域持續(xù)的努力， 使得現(xiàn)在的電子元器件功耗大幅降低，這一方面已取得很大的進展。因此實現(xiàn)無源物聯(lián)網(wǎng)的另一個關(guān)鍵就是如何在不穩(wěn)定和有限的環(huán)境能量中實現(xiàn)穩(wěn)定的供電，而這需要「微能量管理技術(shù)」幫助工程師在設(shè)計能量采集系統(tǒng)時首先實現(xiàn)從環(huán)境中能夠動態(tài)的捕獲并提取隨機的微小能量，實現(xiàn)最大的轉(zhuǎn)換效率，并有序地存儲和管理輸出，讓能量采集本身變?yōu)橛行螂娫?，所以才使得這種微弱能源管理技術(shù)為無源物聯(lián)網(wǎng)具備實用性奠定了基礎(chǔ)。「飛英思特」也正是沿著無源物聯(lián)網(wǎng)這一核心技術(shù)方向在不斷完善自己的產(chǎn)品?！?/span>

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今年10月，「飛英思特」發(fā)布了國內(nèi)首款環(huán)境微能管理模組星云系列—REVOMINDS?FEH610微光能管理模組與REVOMINDS?FEH710 TEG熱電型管理模組。該系列模組可適配各種能量來源，包括太陽能（Photovoltaic）、壓電（Piezoelectric）、熱能（Thermoelectric）和無線射頻（RF）。?利用該模組收集的能量，工程師可采用低功耗技術(shù)，最終實現(xiàn)設(shè)備能源的自我供給，徹底擺脫物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用大規(guī)模部署受限于電池和布線的窘境。

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用于能量收集的電源管理 IC往往需要大量的外部硬件工程來確定如何調(diào)節(jié)能量收集換能器的輸入、IC保護等。「飛英思特」的微能管理模塊已將大部分上述開發(fā)工程集成到模組中，未來用戶開發(fā)無源產(chǎn)品就像選電池一樣簡單，只需將換能器（如光伏電池）插入能量收集模組/芯片，再將后端電路連接到輸出即可。整個過程無需過多的工程研發(fā)，即可快速實現(xiàn)無源產(chǎn)品的原型設(shè)計。

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「飛英思特」星云系列模組的發(fā)布也意味著國內(nèi)在無源物聯(lián)網(wǎng)道路上實現(xiàn)了從0到1的突破，在這一塊上擁有了完整獨立的自主知識產(chǎn)權(quán)。據(jù)了解，飛英思特已利用該模組實現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品化的驗證，成功開發(fā)出了多種類別的無源產(chǎn)品，并且已開始廣泛應(yīng)用在了智慧家居、電力運維、能源管理、資產(chǎn)管理（工廠資產(chǎn)、交通道路資產(chǎn)等）、智慧農(nóng)業(yè)等多種領(lǐng)域。

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賦能合作伙伴，打造無源生態(tài)

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據(jù)鄒珂博士介紹， “將核心技術(shù)濃縮為模組形態(tài)是無源技術(shù)商業(yè)化的第一步，為了幫助更多用戶快速敏捷地開發(fā)更具市場競爭力的無源產(chǎn)品。飛英思特計劃于2022年實現(xiàn)模組的芯片化，目前微能管理芯片已經(jīng)全部完成設(shè)計工作，并正式進入了流片階段，我們預(yù)計2022年上半年推出芯片，彼時模組和芯片這兩個系列產(chǎn)品將會更好地滿足客戶的要求。

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早期我們在實際應(yīng)用中遇到了很多難題，從第一款無源產(chǎn)品推出到現(xiàn)在，我們花了3年時間來總結(jié)積累應(yīng)用過程中的工程經(jīng)驗，推出的模組/芯片與國外同類產(chǎn)品相比適配性將更強，性能將更優(yōu)異，商業(yè)應(yīng)用價值也更大。作為無源物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)企業(yè)，我們希望同更多領(lǐng)域的用戶，推出低成本、可快速部署、免維護的無源化解決方案，共同打造無源物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)，最終實現(xiàn)真正意義上的萬物互聯(lián)”。

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無源技術(shù)在哪些行業(yè)實現(xiàn)供電革命？

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無源技術(shù)行業(yè)應(yīng)用的想象空間是巨大的，幾乎涉及到物聯(lián)網(wǎng)的所有行業(yè)。例如未來在能源行業(yè)的智能水表、智能氣表、智能電表等產(chǎn)品可通過搭載無源模組，實現(xiàn)無源化監(jiān)測及數(shù)據(jù)回傳，具備成本低、部署快、免維護的特點。

物流行業(yè)的集裝箱、快遞包裹等產(chǎn)品通過搭載無源微型傳感器，可以感知一系列物理和環(huán)境數(shù)據(jù),并將信息傳輸至網(wǎng)關(guān)、手機或支持低功耗藍牙(BLE)的設(shè)備上,供管理平臺參考使用。

環(huán)保領(lǐng)域未來也可以利用該技術(shù)，開發(fā)氣體傳感器、液體傳感器等各類用于環(huán)境監(jiān)測的無源設(shè)備，相對現(xiàn)有老化設(shè)備可以做到快速、低成本迭代，同時極大降低人力維護成本，而在更多人力難以到達或設(shè)備難以部署的位置進行數(shù)據(jù)采集也將不再是行業(yè)難題。

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據(jù)了解，隨著對行業(yè)邊界的不斷拓展，在物流、森林防火、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、能源監(jiān)測、智能家居等多個領(lǐng)域的頭部企業(yè)已經(jīng)注意到這個技術(shù)，飛英思特將以無源技術(shù)為各個行業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級過程中賦能。

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結(jié)語

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目前，無源物聯(lián)網(wǎng)的熱潮已然掀起，面對一個如此巨大的藍海市場，行業(yè)必將迎來一個百家爭鳴的階段?？梢灶A(yù)見的是，隨著技術(shù)的不斷成熟與商業(yè)化落地，產(chǎn)業(yè)間的各種標準終將統(tǒng)一。而類似飛英思特科技這樣的業(yè)界明星企業(yè)，將會在這場無源物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進程之中擔任什么樣的角色，非常值得我們期待。

“2021 中國AIoT產(chǎn)業(yè)年會”重磅來襲！

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