世界移动通信大会(Mobile World Congress)是让你意识到文明与野蛮之间的细微界限只有一根充电电缆的宽度的事件之一。
参加过的人世界移动通信大会(或任何大型贸易展)都熟悉在漫长的工作日中看着手机电量逐渐耗尽所带来的恐惧。一条推特，一张又一张照片，一条又一条短信，分数一分一秒地流逝，直到你在包里翻找电池组在一堆乱七八糟的充电器和电缆中，或者在拥挤的大厅和新闻休息室里寻找一个免费的插头——沙漠中的绿洲。
想象一下，你再也不用找插座、带备用电池或把一排电缆塞进你的包里;无论你走到哪里，你所有的设备都在持续充电。有一天，你可能不必去想象它——因为像Energous和Ossia这样的公司正在努力使它成为现实。
尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)在19世纪90年代初首次设想了无线电力传输系统;他甚至试图建造一个试验站，塔名为瓦登克里夫(在新窗口打开)他希望这将是全球无线系统中的第一个。今天,手机,smartwatches而其他设备有时还带有感应充电线圈，可以通过谐振感应耦合进行无线充电。但这种方法依赖于设备和充电板之间的直接接触——这几乎不是特斯拉想象的不受束缚的未来。
这就是Energous(在新窗口打开)而且或者(在新窗口打开)进来。这两家公司都专注于开发“真正的”无线充电，通过空中(OTA)工作，这样你就可以在远处充电。这是一个多世纪前我们被承诺的无线充电。我们对电缆或系绳充电解决方案的依赖最终会结束吗?
为什么今天的无线充电令人失望
尽管无线充电技术已经问世多年，但在去年苹果公司宣布推出无线充电技术后，这一技术得到了极大的发展新的手机有这个特点。气(在新窗口打开)这是大多数手机(包括iphone)都在使用的软件，以及不太为人所知的软件PMA(在新窗口打开)是当前面向消费者的设备所使用的两种形式的无线充电。这两个标准都要求在充电板中有一个或多个感应线圈来传输电力，在被充电的设备中也有一个感应线圈。
这两个标准之间有一些小的差异，但它们有相同的限制:设备和充电板之间需要非常紧密的接触，以及感应线圈的正确对齐，以便传输能量。
范围可以稍微扩大:FCC办公室的工程和技术实验室部门最近批准的(在新窗口打开)通过使用多个充电线圈，可增加最多20cm的距离。不过，到目前为止，还没有产品利用感应充电线圈进行更远距离的无线充电。
这种无线充电的其他潜在问题还包括发热。贝尔金公司电气工程总监杰克·诺顿说:“无线充电器的电路设计必须经过深思熟虑，以防止充电器中积聚的多余热量转移到你的智能手机上。”“过多的热量会降低无线充电器和手机电池的寿命。”
无线充电比使用慢的主要原因一个快charge-enabled“电源砖”是指降低设备的充电速度，以控制热量，防止敏感部件损坏。Zagg (Mophie)产品开发和工程副总裁Charlie Quong表示:“热量管理无疑是无线传输功率超过10瓦的挑战之一。”
散热可以通过多种方式进行管理，包括:被动气流，这意味着在关键位置设置孔或通风口，将热量从正在充电的设备转移出去;冷却风扇;散热器由金属或热胶制成;大的住房;专门的材料;以及更高效的组件布局。但即使你降低了热量，手机的感应充电速度也是有限的。Belkin全球产品经理Pablo Valentin表示:“目前市场上实现的最快输出功率是15W，无论是充电器还是手机。”
这意味着一种设备，比如三星Galaxy S9+(亚马逊售价699.99美元)(在新窗口打开)它可以在1小时34分钟内充电50%。这虽然不如使用适配器的常规快速充电(35分钟充电50%)快，但这是朝着快速方便的无线充电迈出的一大步。
对于较大的设备，如365beplay体育手机 ，有更多的表面积和通风选择，无线充电可以达到30W或更高。但说到手机，你可能仍然会看到大多数无线充电板的充电速度在10W到15W之间，其中大多数都降到了更低的瓦数(5W)，以防止热量积聚。这比27W高通快充4.0+电源适配器或29W USB-C电源适配器要慢得多iPhone X(Verizon $999.00)(在新窗口打开)例如。
感应式无线充电的另一个可能也是更重要的缺点涉及到充电线圈的大小。Quong说:“根据不同的应用，可以实现不同的线圈设计，但为了使无线充电系统正常工作，必须对线圈的尺寸进行正确的优化和校准。”
充电线圈可以使适合小型设备，如蓝牙耳机，但这样的线圈并不常见。据安可无线充电负责人Gary Gao介绍，最常见的线圈设计是按照Qi标准要求的直径为50mm。
最后，Qi无线充电的最大限制是可以实现它的设备种类的缺乏。Energous总裁兼首席执行官Stephen Rizzone表示:“目前，无线充电技术主要应用于手机和其他一些随机设备，如苹果的智能手表。“但它并没有真正超越这一点，部分原因是这种技术的局限性。”
这看起来像什么?
虽然其他公司也在探索这一领域，但Energous和Ossia无线充电标准最接近尼古拉·特斯拉的愿景。这两种技术使用不同的无线电频率，但它们都可以让你从远处给设备充电，在空气中传输能量，而不需要使用电缆或感应充电线圈。
Energous:Energous无线充电技术与该公司专有的WattUp发射器和接收器配合使用。它的工作原理类似于Wi-Fi，将900MHz频率的功率发送到接收器，接收器将射频信号转换为直流电源。
Energous使用波束形成对于中场和远场发射机:定向天线阵列将能量直接发送到接收器。在障碍物的情况下，它可以反射墙壁和天花板上的能量束，尽管这会导致一些效率损失。该技术分为三种不同类型的无线充电:近场、中场和远场，距离不同。
能量WattUp中场发射机设计
WattUp近场充电需要一个发射器，它可以插入或嵌入到现有的电子产品中——笔记本电脑、游戏机、18beplay 等设备。根据FCC要求第18部分的认证:这意味着它可以输出高达10W的功率，因为它离发射机更近。Rizzone预计WattUp可以为高功耗设备(如手机)充电，同时也可以为任何其他具有相同充电电路的设备充电。
中场发射机根据FCC规则第18部分进行了认证，因此它可以在2到3英尺的距离内发送大功率输出，标准用例是桌面设置。Energous公司设想将其设计成桌面扬声器，并为周围的多个设备充电。远场是目前可能的最远射程:15英尺。一个典型的用例是客厅。
在每一个近场、中场和远场充电的实现中，Rizzone都设想与现有消费产品紧密结合。“你不会想要一个大的路由器类型的东西，”他说。“相反，你可以把这项技术主要放在电视机的边框上，或者是一个音条，也可以是房间里已经有的一些不同的东西。”
高能WattUp远场发射机设计
除了远距离充电外，每个发射器都将由软件层(基于应用程序或web门户)支持，以允许对连接到各种WattUp发射器的设备进行电源管理。你将能够控制哪些设备充电，并防止你的发射器为邻居的设备充电。中场和远场发射器还可以设置设备优先级和计费、认证规则，并配置计费区域。短程发射器则更为传统:你不能设置优先级或充电规则，但一旦你把设备放在充电板上，你就可以查看它的电池电量和预计完全充电的时间。
里兹宗说，发射器“可以看到房间里所有不同的蓝牙设备”。“它能识别哪些距离足够近，可以收费，还能识别它们是否在网络上被授权，然后它实际上用传感器监测用户的通常行为。”
这种基于软件的电源管理非常重要，Rizzone说，因为“根据第15部分的规定，你只能发送1瓦的电力。这意味着在一英尺远的地方，你会得到…1毫瓦或更低。所以是非常非常少的量。”(FCC第18部分没有限制功率)。
不过，随着WattUp变送器的广泛采用(不管距离有多远)，你可以去咖啡店，甚至旅行，而不必携带适配器或电缆:公共和私人空间的各种变送器会根据你的使用模式为你的各种设备充值。
或:Energous专注于消费者级别的无线充电，但Ossia有更大的规模。
与Energous一样，该公司的技术类似于Wi-Fi，并使用其专有的“Cota”标准下的2.4GHz频谱(它正在考虑未来的5.8GHz频谱)。奥西亚的接收器向科塔电力发射机发送低功率信标信号。然后，发射器沿相同的路径引导功率，接收机将射频信号转换为直流电源。这使得Ossia的发射器可以同时向多个启用cota的设备发送电力，并向运动中的物体发送电力。它还能有效地绕过碍事的物体，因为信号不会穿过人、动物或其他有机物质。
目前，Ossia的技术由两个原型设备- Cota Forever电池和Cota Tile展示。永久电池是一款AA或AAA级电池，可以在2.4GHz频段上从Cota power Transmitter无线接收电力。Cota Tile是一个发射器，能够向附近的Cota设备提供几瓦的功率，在30英尺的距离上提供毫瓦的功率。它的工作范围比Energous公司的远场发射机大，但这就要求发射机更大。
Ossia创始人CTO Hatem Zeine表示:“我们知道，在远处，信号衰减非常快，在远处我们真的无法获得太多能量。”他解释说，该公司设计的天线和发射机足够大，可以扩大近场的范围。
Zeine敏锐地指出，对于消费者来说，提供有用的无线电源的关键并不一定是向一个或两个设备传输高功率。他说:“我们的想法是，无论你开得多快，动力都必须是持续的。”“这个系统(Cota Tile)运行2.4GHz，输出功率为20瓦。在一米高的地方，我们接收到超过6瓦的电力，在两米高的地方，我们说的是几瓦，2到3瓦，然后在房间的尽头，我们说的是1瓦。所以现在，突然……这个房间的每一立方英寸都有能量。”
换句话说，虽然Cota Tile可能需要很长时间才能为手机供电，除非是在近距离，但它完全有能力让客厅里的所有设备都充满电——从游戏控制器到安全摄像头。
将设备连接到Cota Tile的方法类似于传统的蓝牙或Wi-Fi配对。该设置允许您控制哪些设备充电，并在充电时管理它们。泽恩说:“如果它是一个像这样的智能设备(泽恩指的是手机)，那么你基本上可以进入这个系统，说，‘把我加入电网’，它就会与(Cota Tile)对话。”
Cota Cloud软件能够定义获得电力的设备的优先级，并显示设备的基本电力使用情况。大规模使用Cota Tile时，管理员可以对用户进行设置和管理。通过优先充电，Cota Tile首先为电量较低的设备充电;Cota接收器与发射器沟通它需要多少能量。当充电范围内没有需要充电的设备时，Cota Tile会进入睡眠模式，这样就不会浪费能量，也不会将电量传输到已经充满电的设备上。
Cota瓷砖可以为房间里的各种设备供电，因为它不需要在视线范围内运行。一对Cota瓷砖的效率是一个瓷砖的两倍，发出的能量是一个瓷砖的四倍。例如，在仓库中，许多Cota Tiles可以连接在一起，为数百或数千个兼容设备供电。
泽恩说:“这是独一无二的，因为当你把两个甚至四个放在一起，你可以想象它在天花板上，那么多的能量可以为一家咖啡店供电。”“这是一个合法的商业部署，我们可以同时为多台智能手机供电。拥有多个贴图的另一个独特之处在于，它们不必紧挨着。你可以把它们分开，从而创造一个(持续的)电力环境。”比如，走在机场的走廊上。
由于Ossia的技术使用的是与Wi-Fi相同的2.4GHz频段，因此几乎不需要额外的硬件就能让现有设备与Cota Tile兼容。“最终的目标是，电子设备……就像Wi-Fi一样，被集成到设备中。”
物联网革命
WattUp远场发射器和Cota Tile传输数据的能力使它们在物联网中特别引人注目。Ossia的营销副总裁Jennifer Grenz在一场会议上说:“如果没有无线电源，你不可能连接一万亿物联网设备公司博客(在新窗口打开)．“无线电源将与整个市场的演变齐头并进。”
最好的例子就是Ossia的Cota Forever Battery。它可以放置在烟雾报警器中，使您无需充电，还可以通过提供Cota Cloud来传输数据:基于云的软件，允许对各种设备进行电源管理。
泽恩说:“假设你厨房里的烟雾探测器响了。“电池会注意到烟雾探测器改变了它的电量消耗模式，并知道这个新模式实际上是警报响起。它会向你的手机发送信息;Cota Cloud会告诉你，‘嘿，你的烟雾探测器要响了。’这让愚蠢的设备变得聪明。它把他们带入了互联网时代。”
对于Energous和Ossia来说，软件层是改变游戏规则的关键组成部分，因为它们允许智能电源管理。我们都有需要充电的设备，什么时候充电取决于我们自己。我们可能会每天给手机充电，每隔几天给可穿戴设备充电，随时给游戏控制器充电。有了无线电源，软件就会根据你的使用模式、生活方式，甚至是一天中的时间，为你做出选择。
从本质上讲，WattUp发射器和Cota Tile都从用户那里承担了决定什么时候给什么设备充电的负担，并由他们自己来承担。这是你能得到的最接近无缝的、无有线电视的存在。
一次只剪一根线
在实际应用中，这项技术距离消费者和企业的实现还需要几年时间，但潜在的用例已经很明显了。这两种技术都可以让你在家里有效地切断电源线。手机将不再需要插电。游戏手柄将根据使用情况收费。烟雾探测器永远不需要更换电池。
假设在咖啡店和写字楼等公共场所广泛实施，对充电器、电缆和便携式电池的无休止争夺可能会成为过去。“在未来，你会走进一家咖啡店。如果手机上有Cota的标志，而且你知道你的手机上有Cota，这就意味着你在咖啡店里也能用上电。”“这就是我们正在创造的标准。”
但最大的影响可能是那些不需要经常充电(或更换电池)的低功耗设备。Rizzone举了Gordon Bell的父亲(Gordon Bell是Energous的营销副总裁)为例，他可以从Energous的技术中获益良多，尽管他没有很多联网设备。“我同事的父亲戴助听器……事情是这样的，他有这些石榴籽大小的小电池，他要把它放进去，然后把电池换出来。这对老年人来说是一场噩梦。”
通过中场或远场发射器，助听器可以根据个人用户的使用模式在一整天的时间内充电。
当然，像电话和蓝牙耳机更频繁地需要充电的设备也将向无线充电转变，据里兹津说:“你现在每天都在插电的许多设备，最终你的微型USB端口的那个小尖端会坏掉。它磨损了，或者你用错误的方式卡住了，盐水进入，汗水等等。这是该产品的一个故障部件或故障点。因此，公司正试图摆脱这种情况。”
到处都是无线电波束:我们安全吗?
能源公司的远程传输技术是根据FCC Part 18和Part 15(在新窗口打开)而Ossia已经通过了FCC批准Cota发射机的关键测试，预计很快就会获得批准．这些规则规定了射频暴露要求并限制功率传输水平。必须测量用户和旁观者在不同无线配置下的射频暴露。作为一般规则，在较低的频率下工作需要较高的射频功率。
在电动汽车行业，无线充电已经得到了广泛的应用，可以反映我们对电子设备的需求。根据一篇文章承销商实验室的Joe Bablo, Ken Boyce和Hai Jiang(在新窗口打开)在美国，除了任何电气传输(火灾、电击)的正常安全问题外，无线充电系统还必须证明它可以在危险条件下运行，并在有机物体进入时探测并关闭，以及其他要求。
由于更高功率的Energous和Ossia技术使用与Wi-Fi相同的无线电频率，人们希望对健康没有影响，但令人惊讶的是，这个问题几乎没有科学答案。这个国家(在新窗口打开)报告称，无线行业试图限制无线辐射对公众健康影响的研究数量:"缺乏明确的证据表明一项技术是有害的，并不意味着这项技术是安全的，然而无线行业已经成功地向世界推销了这种逻辑谬误。事实上，无线技术的安全性自该行业诞生之初就一直是个悬而未决的问题，”作者马克·赫兹加德和马克·道伊写道。“结果是，在过去30年里，全球数十亿人都经历了一场大规模的公共健康实验:今天使用手机，以后再看它是否会导致癌症或基因损伤。”
Cota信标信号在避开人的同时会被墙壁和物体反射。权力是沿着这些路径传递的。
不过，据Ossia称，Cota技术对人和宠物都是安全的，而且不会干扰Wi-Fi，也不会面临Qi无线充电的过热问题。2.4GHz及以上频率本身不能加热金属;它们会被金属反射。”Obeidat说。
Energous也有同样的说法。Rizzone指出:“我们并没有到处爆炸能量。“我们在设备周围放置了一个小而独特的能量袋，并将其传输到该设备。”
有了FCC认证，没有相反的证据，无线传输技术应该不会比Wi-Fi或我们日常接触的任何其他射频频谱更危险或有害。也许不是最令人欣慰的答案，但却是唯一现成的答案。
我们的无线未来
energy与Dialog Semiconductors(一家大型电子制造商)合作生产发射机和接收机，而Ossia则与Motherson和Molex合作，这种合作由来已久谣言(在新窗口打开)Energous技术最终将应用于苹果未来的产品。两家公司都不生产自己的硬件，也不自己创造消费产品。
Energous主要是一家授权公司，其产品是基于合作伙伴的。Myant的Skiin(在新窗口打开)健身和健康追踪服装预计将于今年夏天上市，是首批支持watup功能的产品。而且无论是Ossia的Cota Forever电池还是相当大的Cota瓷砖都不能购买。该公司正致力于将Tile设计成更小、更高效的外形。
泽恩说:“我们正在开发的未来系统将达到10米和20米。”“我们专注于人们想要使用它的规模，所以如果他们想把它放在世界移动通信大会的天花板上，你可以设计一个覆盖80或100米的系统。如果是用于家庭，就不需要那么大的系统。”
你可能首先在当地的沃尔玛看到更大的Tile。在这种情况下，你将有几个Cota Tiles为数千个低功耗RFID标签提供电力。可以显示价格、折扣和条形码的标签都可以由软件管理。这不是最令人兴奋的实现，但它是最有可能最快实现的实现。
最终，无线充电技术还需要几年的时间，还需要更多的产品发布和认证，以及大型零售商的一些试验。所以，现在还不要扔掉你的电缆和充电器。但Qi感应充电在手机和可穿戴设备上的广泛采用，有力地证明了制造商和消费者都渴望摆脱束缚。
安可的高持谨慎乐观的态度。他说，在一两年内，我们会看到越来越多的手机可以无线充电，他预计无线充电的效率将达到有线充电的水平。高洪波还表示，他希望在三到四年内，我们将拥有“真正的无位置技术”，可能会首次出现在可穿戴设备上。
无线电力似乎一直是一项正在进行中的工作。从尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)到现在，人们一直承诺“无线能源革命即将到来”，但它似乎从未到来。Energous和Ossia能否扭转局面还有待观察。
但无线能源这个理念不会消亡是有原因的。它让我们的生活不再被我们积累的大量耗电设备所束缚，每一件设备都是限制我们行动的绳索。这个承诺值得等待。
最酷的东西:共和国无线中继
