通过无线电波供电，这款蓝牙芯片不再需要电池！

电子工程世界 2021-01-31 00:00

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想象一台只有邮票大小，并且是打印出来的计算机，上面有RAM、ROM、板载传感器、经过认证的蓝牙、Arm CPU、闪存和不需要电池的安全通信功能，并且可以从无线电波中收集所有所需的能量，仅有几美分的成本。

这不是科幻小说。这是Wiliot蓝牙标签，可能是物联网的未来。

Wiliot高级副总裁Stephen Statler最近在TechFirst播客中表示：“我们正在制造一台像邮票一样大小的计算机，该计算机可以通过收集射频能量来为其供电，只有在工作时才需要供电。因此，我们开发了这个标签，实际上这是一台计算机，看起来像贴纸，但实际上是三个核心的ARM处理器。它们具有RAM、ROM、闪存、安全通信，包括天线和芯片等。”

该芯片已经存在，正在发货，并且按照Statler的说明进行。但是现在的成本是“不到一美元”。Statler说，第二版将在2021年以10至50美分的价格出售，第三版将“降到个位数”。

除了成本，Wiliot IoT标签是工程学的奇迹。在一个很小的可打印标签上，您具有1nW功耗的ARM处理器，并且具有与一台（非常小的）计算机关联的所有组件：RAM和ROM，CPU，自定义操作系统以及输入/输出。输入来自板载传感器，用于温度、运动或化学变化检测，输出来自加密的基于蓝牙的通信，任何具有蓝牙功能的智能手机均可读取。

但是系统没有电池，而且没有发电系统。

Wiliot IoT标签捕获了周围的无线电波，并使用它们为设备提供短时间供电。换句话说，当这台微观设备运行时，它一次运行大约一秒钟。

无需电池的Wiliot可打印计算机，带有板载传感器和ARM处理器。

Statler说：“我们被无线射频信号的海洋所包围。我们有FM收音机，电视，不同类型的手机信号：2G，3G，5G ...都使用不同的无线网络。拥有WiFi，ZigBee控制着家里的灯光，又或者摄像头和门铃使用了LoRa技术，频率已降至900 MHz。”

当然，所有这些信号都是微弱的。Wiliot所做的是捕获这些非常微弱的信号，将其“吸收”到芯片中，然后运行计算。由于没有电池，因此标签更小，更环保，也更便宜。

最重要的是，没有电池意味着永远不必更换电池。

Statler说，这意味着您可以将IoT标签嵌入到所需的任何东西中：组件，产品，衣服，包装……所有这些都是低成本且无需维护的。这带来了许多可能性：

跟踪药物的位置及其温度（考虑必须将Covid-19疫苗保持在一定温度以下）
确保食品永远不会变质
检查容器中的液体液位
检查液体的稠度或稀释度
电路或开路或连接断开时进行感应。

实际上，所有这些感知都是在云中巧妙完成的。该芯片可以感应到液体浓度的化学变化，例如，通过向云报告无线电信号属性的变化，基于云的分析可以解释这些变化并报告实际发生的事情。以类似的方式，虽然检测温度变化的原始感测局部发生，但芯片上没有温度计，而是基于云的代码解释了环境变化。

Statler说，改变游戏规则的主要因素不仅在于标签的成本，而且还包括传感的成本。

显然，传统的RFID标签需要昂贵的传感技术。

Statler说：“它们的基础设施往往非常昂贵……成千上万美元，而电话或其他蓝牙设备的成本却如此低。”

降低成本是使物联网无处不在的关键，整个行业已经将基本的IoT传感器成本降低到40美分左右，约为2004年的三分之一。但是降低基础架构成本，避免像高昂的通信费用这样的隐性成本也很重要。

物联网传感器的平均成本，来源：微软

Wiliot计划将其标签价格降至低于40美分，但RFID标签也将继续变得更便宜。核心差异化因素必须是Wiliot微型计算机在其传感器上提供的附加功能。

而这正是Statler的目标。

这包括供应链和需求链，其中公司可以实时准确地知道每个组件，并协调生产过程使其接近完美，从而在全球范围内减少20-30％的开销。

但是，它还包括验证和管理个人拥有的物品，例如衣服防伪等，因此，芯片的安全加密通信功能变得很重要。

Statler告诉我：“我为这只手表或这套西装花了很多钱。我想知道这确实是一件Calvin Klein西装，因此有防伪技术。而且，如果产品已在商店中连接，为什么我们需要收银机？为什么不随身带着它走出商店带回家？”

而且，当然，它超出了最初的购买范围。如果您转售一件商品，现在您可以保证它是正品。您还可以为买家提供商品的数字历史记录，包括年龄和穿着信息。您可以将该项目的所有权正式转让给新所有者。

芯片的加密对于公司安全以及人身安全都很重要。

物联网是网络安全的最大风险因素之一。防病毒提供商Avast说：“即使肇事者访问一台设备的机会很小，但将大量IoT设备引入企业中也可能造成重大的安全风险。”

开发公司IntellectSoft说：“物联网在许多方面都很棒。但是不幸的是，技术尚未成熟，而且也不是完全安全的。”

如果做得好，它将带来以前难以想象的机会。

Statler说：“这就是循环经济的来临，您可以释放衣柜中的空间。而且，它可能会是更好的产品，因为您的洗衣机会说，‘哦，我知道这个产品。我知道这个序列号。我确切知道它需要如何保养。我可以调整洗涤设置。当您将红色衬衫和白色衬衫同时放入洗衣机时，我也可以发现。’”

回收利用也是如此：产品现在可以告诉回收者它们是什么，这将使处理和回收宝贵资源的效率大大提高。

现在，这就是将来的一切。Wiliot已从包括亚马逊，三星，高通和RFID巨头Avery Dennison在内的投资者那里筹集了7000万美元，以使其成为现实，但是要实现完整的愿景，还有很多工作要做。

这确实是一个很大的愿景。

Statler说：“这是一个万物互联的世界。我认为，通过减少工作量，我们可以拥有一个更清洁的星球，使用寿命更长，质量更高。”

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