蓝牙传输如何做到“不用电”?比如蓝牙找物标签“iFind”?

比如这个蓝牙找物标签iFind是怎么做到的?

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23个答案
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咦 居然在果壳看见我们做的这个小东西了...好吧就算我长期潜水吧 这次也走过路过不能错过 自己冒个头解释下吧。

首先,“不用电”这个说法其实是不准确的,应该是“不用电池”--大家都是学过物理的科学好青年,“永动机”这种伪科学概念一定是打倒打倒滴。如何做到?待我细细道来。


怎么做?“无电池”奇迹的背后

一个小巧的(智能)电子设备能做到“不用电池”(这里说的电池也包括蓄电池,也就是你平时充电的啥啥),需要两大要素:1)应用本身能耗低;2)替代能源做得好。

第一个条件是重要的大背景。比如有人跟我说汪尼玛啊,你要是能让笔记本电脑、手机、平板都不用电池,你就发家了啊!我说对啊 我绝对赞同,可臣妾做不到啊!T-T 现有所谓“无电源”通信系统,典型例子比如NFC(近场通讯),就是你刷信用卡时候的通信机制:信用卡啥时候需要过电池?还是RFID(射频识别)等等,本身能耗都很低,“不用电池”也习以为常。但是到了蓝牙通信,卧槽,耗能一下子上去了,原本在NFC、RFID级别玩的小trick根本不顶用。万幸,最新的蓝牙 4.0 低功耗协议(BLE),耗电量降低到了传统蓝牙的 1% 至 50%,一下子把鸿沟拉近一大半。这简直是现在基于蓝牙的无数智能电子设备的大福音;也正是基于BLE的推广,iFind才能进一步开发出世界上第一款“无电池”蓝牙通信系统。

下面我们转向第二个关键问题:电池没了,该用啥供能?

其实,除了大家最熟悉的“电池”,电子设备能采用的能源还是广阔天地、大有作为。比如西铁城手表「光动能」把任何可见光源转化成动能带动手表转(摘自LS),再比如一些计算器也依靠太阳能板长期充电。

iFind采用的技术叫做“电磁能量采集”(E-M Energy Harvesting),以下就俗称“无电池”技术好了。简单来说,你周围哪儿都有电磁波,打个电话会有,看个电视会有,微波炉热个饭盒都会有。这些可都是明晃晃的电磁能啊,干嘛不用?不用是傻子。于是乎,最简单的方法就是用天线收集电磁能(电磁感应基础课请戳),然后可以用电容存储,效果就像是一个小电池了。如下图所示(摘自我们官网blog

看起来很神奇?老实说,这个技术其实在学术界发paper搞理论已经有年头了。做成实际小玩意儿也不是第一回:比如著名的矿石收音机,还有最近也在Kickstarter众筹的手机壳Lunecase,多多少少都是用类似的技术支持一些(单向)的小规模信息发送。但是用于支持完整的双向蓝牙通信,尤其是在这么小的体积内(硬币大小,两张信用卡厚),iFind所采用的技术是独一无二、不可复制的--防丢器仅仅是形式;是世界上第一个蓝牙级别、产品化的“无电池”通信系统!我们在美国、欧盟和中国同步申请了专利,包含了天线优化、捕获电路优化、能量控制算法、硬件算法、存储电路等一系列基础自主创新点。为研发团队撒花!


能干啥?“无电池”的应用前景
我见过有人质疑,如此牛逼的技术只拿来做蓝牙防丢器,是不是高射炮打蚊子了?我的回答是:谁说过我们“只”做防丢器了?我们的技术研究早就比这走的更远,产品线也更多:稍稍透露下:基于GPS和iBeacon的产品项目都已然上马开工,正在嗖嗖策马奔腾。想象下有一天,你掏出手机使用GPS map的时候,不仅不耗电(我手机现在一开GPS导航,电量就嗖嗖下降),反而一边导航一边借助GPS电磁信号充电...听起来帅不?

现在的智能硬件,包括手表、手环,十有九个半都通过BLE和手机通信。没错,“无电池”技术同样是对这一大类产品所面临的能源瓶颈的福音。现在市面上采用BLE的设备比如 Fitbit Force 健康手环,用充电电池,待机只有一个多星期。一个破手环还要这么频繁地充电真的很无语:可是如果这些蓝牙设备都变成了“无电池”的“永动机”了呢?世界将会怎样?

【重大干货更新】
iFind在Kickstarter上线至今仅仅半个月,筹资超过25万美元,超过五千人预购,日均销售额和贩毒不相上下,长期霸占强手如林的Kickstarter“技术”类热榜第一名。感恩于诸位霸气侧漏的支持,WeTag团队辛勤出品了一份技术说明,干货众多不可错过【传送门】

精彩摘选+翻译:

1) RF-DC 转化效率图


(配音:说人话!!!)好吧,这图告诉我们....在日常生活中,假设你身边有个正常WiFi环境(估计10dBm),那么转化率会高达70%.

2) 充电时间曲线

(配音再起:说人话!!!!!!)好吧这图的意思是。。。我们做了两个不同容量的电容在测试模型里。实验显示,在正常WiFi环境(估计10dBm)下,容量大的那个电容从全空充到全满要1.5小时,容量小点的那个只要15分钟。

3)各模式电流

(配音怒:再不说人话就打死你!!!!!!!!)等等 我说我说...这表格基本说的是,我们收集的电磁能用于支持各种模式是杠杠的。举个例子,假设你使用Rope功能(防盗),选择1秒手机自动检测一下连接,同时你一直活在电磁屏蔽罩里周围没有一丝新的电磁能量可以捕获,那么需要18天才能用完电容储电;如果你选择2秒检测,那么27天才会山穷水尽。iFind之可靠好用,大抵如此。

人生最美不过失而复得。Happy iFind!!!

听起来很赞么?
https://www.kickstarter.com/projects/yuansong84/ifind-the-worlds-first-battery-free-item-locating 请戳戳支持iFind!鞠躬闪人~

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limosummer电气工程及其自动化专业

2014-05-26 23:15

见过无线充电的吧?
最最基本的原理就是高频的电磁场通过线圈产生感应电动势(初中物理实验,用导体切割磁场线能产生电流)
这个东西内置有线圈能把电磁信号(其实也是高频电磁场)转化成电能,并把电能储存起来。

对了,矿石收音机就是不用额外电能的。不过那是一个大家伙。

蓝牙4.0的功耗极低,所以电磁信号的能量能满足需求。

难点在于,携带信号的电磁波能量非常低,在线圈上产生的电压很小很小,如何把电能收集起来……

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支持者: Quinten PuNaDSmile

当我们了解了 NFC ,比如公交卡非接触式的设备就明白,只要读取设备有电流激发磁场变化,公交卡就会相应地产生了电流来工作,因此只要我们让房间里磁场变化一下,理论上说公交卡就会得到电流,那个 iFind 也应该得到了电流,只是大小不一样而已。要是微波炉或电视开机这种磁场变化也能让 iFind 发出光或声音那就更好了。

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支持者: MM妙趣 None

看曲线上,-6dbm的RF能量小的电容都得充20个小时,10dbm的WIFI发射功率,到天线上得到-6dbm,我是觉得不可能,发射功率这么低天线上怎么可能耦合得到-6dbm。一般发射功率1W还差不多,感觉这个实现很难,不会是又一个忽悠吧

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支持者: PuNaDSmile None

这个项目目前在 KS 上被(永久)暂停了,原因是违反了多个 KS 规则:

1. 没有任何可工作的原型
2. 演示用的软件是假的
3. 视频是在 Chicago 录制的,没有证据表明在 Plano 有工作室
4. 有一些证据暗示可能产品非原创且侵犯他人知识产权或专利

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jdh99电子工程师

2014-07-21 16:51
支持者: PuNaDSmile

我是电子工程师,对你们称10dBm为正常wifi环境有疑问.

1.这两个链接是对小米路由和迅雷路由的评测:
http://news.mydrivers.com/1/286/286912_10.htm
http://roov.org/2014/06/xunleirouter-2/
可以看到,距离小米无线路由3m为-31dBm.这个已经是很强的信号.

2.一般路由发射功率为10mw~ 100mW,对应dBm值范围为10dBm ~ 20dBm.
从发射到接收,信号会衰减的很快,所以一般正常使用过程中测试到的RSSI值都是负值.

3.我们自己设计的产品,发射功率10dBm,距离30cm的RSSI值为-20dBm.距离1m时RSSI衰减为-40dBm.

所以你们这个+10dBm是多大发射功率的路由器,距离多近的条件下测试出来的?

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原文不是说得很清楚能源哪儿来的么?

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极端情况下,这玩意儿放在无WIFI及3G信号的地方,仅依靠手机蓝牙供电,如果配对手机距离50米,发出的声音如何?

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我一直对这个项目可行性心有疑虑,至少觉得远不如宣传得这么好(或者是宣传得很好,实际使用效果远不如意),就如我在之前团队成员宣传后的讨论里所说的:
脑补一下今后的使用场景:有空的时候,把它挂在路由器的天线上,然后用一台笔记本无线看片子。麻麻看到问在干吗,马上就要去远足,在为iFind充电呢。(开玩笑,勿生气)

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iFind在Kickstarter上被叫停,我不认为竞争对手恶意使坏是主要原因,主要还是项目本身没有充分的说服力(至少团队给的计算所用的假设太不切合实际)。

如果团队自己信心足足,我觉得让国内的乡镇企业家们投钱相对最可行

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FRID也分有源和无源两种,有源的自身带电池,无源的靠扫描枪切割线圈供电。

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希望能够众筹成功,赶紧上市产品。目前网上的几款有源蓝牙寻物太厚不方便,而且价格还是太离谱

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最下面的链接是购买吗?都是英文呢~是对外销售但中国还没有是吗

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the-cc光看帖不怎么回帖硕士

2014-05-28 16:21

目测汪尼玛同学是个学霸!

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妈妈再也不用担心我找不到拨片了,如果还能在薄点儿的话,柔性电路什么的

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如果这项技术用到蓝牙耳机上面就好了,不用充电,买来就能一直用,那么蓝牙耳机就可以当作电脑的耳机来用了~~

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无线设备的功率都是越来越小,以后就没啥设备大功率发射电磁波了,想收集能量就更难了。

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子非尔酱油党 不是受,真的不是!

2014-06-01 12:34

ithin——不用充电智能瘦身器,获得方法:去五金店拿根钉子, 克制不住食欲的时候扎自己一下(仅供娱乐,切勿尝试)

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感觉这个个东西会是物联网的重要支持技术之一……

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琼楼玉宇一般明网络炮灰攻城尸,WIFI实施

2014-07-15 12:45

蓝牙的通信距离不行吧,而且为了节省能耗,必须要降低功率,这、、、

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以后大家都用的话,会不会各种信号差呀?因为大家都在收集电磁能,原来的wifi了,无线电了,电视信号,手机信号什么的 都被收走了,正常使用就不行了、

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