无源智能,打通数据采集“最后一公里”(无源物联网直播活动演讲分享)
作者 | 物联网智库2022-01-24

在1月12日由物联网智库举办的【智次方|“无源”胜“有源”——无源物联网,解锁千亿级IoT连接市场?】主题直播中,飞英思特科技副总经理李亮亮围绕技术、市场、应用、趋势、影响等要素,从多个维度剖析了无源物联网技术的无限可能。以下为其演讲内容全文分享:

各位线上观众朋友,大家下午好!非常荣幸能有这个机会与大家分享一下飞英思特在无源物联网领域的成果以及相关产品、解决方案,我分享的主题是《无源智能,打通数据采集最后一公里》。我相信,这最后一公里其实是需要所有行业参与者共同努力,携手共进,然后才能走向最终的终点。

我分享的内容将围绕四个方面展开,首先是对飞英思特公司进行一个简单的介绍;第二是介绍一下整个无源物联网行业的市场环境和市场背景;第三是介绍一下飞英思特能够提供的产品和解决方案;最后将为大家介绍一下公司产品和解决方案已经落地的应用场景和应用案例。

闲言少叙,首先来介绍一下飞英思特的发展历程。作为全球领先的无源无线技术和产品提供商,飞英思特聚焦于从环境中采集普遍存在的自然能量,以这种新能源技术,去解决目前庞大的物联网底层设备的供电问题。围绕这种核心技术,我们为用户提供标准的环境能量采集模组及芯片,并为用户提供整体的自供能传感解决方案。目前公司产品已成功应用在了智慧家居、电力运维、能源管理、资产管理、智慧农业等多种领域。

从整个发展历程来看,飞英思特算得上是全球最早一批开始研究无源物联网技术的企业,并且成功实现了商业化落地。公司的核心创始团队基本上都来自于美国加州大学,在芯片设计、算法、结构等垂直领域都已经沉淀了长达十年的时间。2018年06月,我们在美国旧金山成立了研发中心;2019年3月,经成都市政府引进,飞英思特科技正式成立,并先后经历了三轮融资。

到目前为止,公司整个团队有超过70%的研发人员,产品主要分为两个部分,一个是环境能量管理模组和芯片,另一个是基于这些模组和芯片、面向垂直行业应用的产品与方案,目前主要覆盖的行业有家居、建筑、农业、电力、工业设备和交通等等。

无源智能,打通数据采集“最后一公里”「无源物联网直播活动演讲分享」

下面想和大家分享一下我对目前物联网市场现状的一些观察。根据IDC的预测,到2025年全球物联网市场规模将达到 1.1万亿美元,其中,中国将占全球物联网市场规模的25.9%,物联网市场规模全球第一。在巨大的市场刺激下,无论是需求侧还是产业侧,都实现了一定程度的增长和爆发。

与之形成鲜明对比的是,目前末端数据采集节点的部署规模远远低于预期和规划,从2015年到2025年,研究机构对于全球物联网节点连接数的预期在逐年下调,增长速度也在逐年放缓。

无源智能,打通数据采集“最后一公里”「无源物联网直播活动演讲分享」

末端数据采集节点部署规模发展不如预期的核心痛点就是其背后的供电方案已经无法完全满足实际场景应用。目前的方案主要存在的问题有:

  • 供电问题导致的系统风险,不太好控制

  • 目前的电池方案所带来的维护成本与人力成本在持续走高

  • 限制了使用场所

  • 不利于双碳政策落地

  • 布线复杂

所以说,末端物联网传感器需要一种新的、可持续供电解决方案,这也就是我今天想分享的核心——无源物联网。想要搞清楚什么是无源物联网,需要先理解其所具备的三个基本要素——首先是可以实现能量的自给自足,例如飞英思特通过对环境中杂散的能量进行转化,再借助微能管理技术,对后端的设备输出稳定的电力供应。其次是要实现极低的维护成本;最后是实现极低的持有成本。

接下来,我将与大家分享一下,基于当今物联网的市场的巨大需求与痛点,飞英思特能够提供哪些产品与解决方案。

作为最早一批进入无源物联网领域的企业,我们经过多年的持续深耕,已经拿到了超过100项知识产权,其中包括近20项发明专利,到2022年底,公司计划将知识产权的数量提升至200项以上,其中发明专利数也会翻倍。同时,飞英思特也得到了很多荣誉与市场的广泛认可、肯定。

飞英思特多年来投入了大量的人力、物力、精力来深耕无源物联网赛道,除了看到市场体量足够大,以及行业本身的痛点与需求外,从技术的角度出发,飞英思特认为,环境能量采集不仅可以替换电池成为物联网传感器的新供电方案,而且还能赋予IoT设备新的使用场景。具体而言:

  • 用于实现能量自治(Battery free)的,免维护(Maintenance-free)的大量低功耗设备

  • 用于大幅延长电池寿命(25+ years)的场景,以及原来电池及布线难以部署的场景中,基本可以满足末端数据采集节点的全生命周期使用过程

所以,面向未来,我们有理由相信,随着低功耗电子学技术和环境能量采集技术的不断发展和演进,将会有越来越多的场景与产品能够应用无源物联网技术,从而实现降本增效与快速部署,典型的产品包括可穿戴设备、助听器以及末端数据传感器等。

无源智能,打通数据采集“最后一公里”「无源物联网直播活动演讲分享」

回归到技术本身,目前主要的环境能量包括四个方面,即射频能、温差能、微光能和振动能。这些能量源有三个比较突出的共性特点,分别是能量非常微弱、能量具有很大的随机性以及震荡性。所以,在实际应用中的最大挑战就是如何在纳瓦至微瓦的能量区间内实现高效的、科学的能量转换,从而实现稳定的输出,供给后端的设备应用。

无源智能,打通数据采集“最后一公里”「无源物联网直播活动演讲分享」

目前,飞英思特在这四个方面均已实现了产品落地,下面我将为大家介绍一下飞英思特EHPMM & EHIC 解决方案。第一个是换能模块,主要实现前端的能量源输入后转化成电能;第二个是能源管理模块,飞英思特最核心的部分,也就是微能管理模块(EHPMM)与芯片(EHIC),在匹配公司的深度能量管理策略后可以实现能量的高效存储和管理,从而能够直接为后端的电路供电,实现可持续使用。所以,最后一个模块就是储能及后端应用模块。

2021年11月,飞英思特发布了两个系列的三款模组,分别为两款星云系列与一款云海系列。星云系列的微能管理模组从性能上来看是领先于欧美同行的,从使用场景上来看可以实现更加广泛的应用。云海系列的AI模组是为了匹配超低功耗场景下对于边缘智能的应用需求,可以在边缘侧为用户提供更加高效、科学、精准的计算和数据服务。

目前,这三款模组都已经在面向具体场景与应用进行深度开发,并联合长虹、大华、联想、银联、海兴电力科技等企业实现了实际产品与场景中的应用。

最后,我将为大家介绍一下飞英思特的模组与芯片在具体应用场景及案例中的落地情况。

无源智能,打通数据采集“最后一公里”「无源物联网直播活动演讲分享」

目前,飞英思特的模组可以在低至50LUX的微光下收集能量,同时在微瓦至毫瓦输入功率下均有不小于80%的能量管理效率,这其实是一个非常高的管理效率。在射频方面,飞英思特可在常规RFID射频能1/10左右(-19 dBm)的能量密度下启动能量收集,并且实现了规模化的场景落地。主要应用场景包括免电池的智能门磁、支付码、室外农田作物及环境监测、电机运转状态监测、工业管道监测、智能水表与水质监测等。

通过实际案例可能会更加直观地展示公司的产品与解决方案。在智能用电监测领域,飞英思特可以提供分布式电气线路监测设备,目前已经与川能智网、国创新能源等四川省内20+售电龙头企业建立渠道合作关系,覆盖全省2500家用电单位,具体的应用场景包括了大型的用电园区、重点用能单位以及大型能源服务商。

飞英思特以微能管理技术为核心,创新性的微电流感应取能方法,可实现快速、免布线、免停工施工的分布式能耗监测, 为企业能耗在线监测、交易辅助管理、电力安全运维提供了全新的解决方案。

另外,在户外环境监测领域,飞英思特已经在智慧农业场景实现了大规模商用,可以提供自供能智慧农业监测系统采用自供能无线图像采集终端、自供能温湿度传感器、自供能土壤传感器等无源设备,解决监测点布线和供电问题。此外,在环境灾害监测场景,采用电池或布线供电将带来一系列的安装成本、实施成本以及后期的大量运维成本,针对于此,飞英思特也打造了成熟的产品与解决方案,并实现了落地。

飞英思特的目标是能够通过赋能合作伙伴,打造无源的生态,同时我们也希望在未来几年内有越来越多的合作伙伴加入到这个生态中,一起为打通无源物联网的最后一公里,贡献自己的力量!


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