在MWC2023的全球移動通信技術展覽上，OPPO正式發(fā)布了旗下首款OPPO零功耗標簽方案，其整合運用了三類創(chuàng)新技術實現接收端設備無內置電池環(huán)境下完成通信，這三類技術包括了射頻能量采集技術、反向散射通信技術與低功耗計算技術。

 

射頻能量采集技術，是將兩個設備在通信過程中產生的射頻信號進行收集，并將其轉化成電能能源的技術。以NFC通信為例，采用了射頻能量采集技術的NFC標簽，能夠讓設備在去掉電池后，依然能通過無源NFC通信的射頻信號取電，實現信息交換，這一方案，對加速實現萬物互聯的低碳綠色目標有巨大意義。

 

電子紙產業(yè)聯盟理事成員每開創(chuàng)新（全稱為深圳市每開創(chuàng)新科技有限公司）在無源NFC技術方案上有著多年的技術積累和跨行業(yè)應用及市場化研究驗證，在和每開創(chuàng)新的團隊交流中，筆者發(fā)現了在看似不起眼的技術下卻蘊含了巨大的綠色低碳市場前景。

 

無電數字化的全新交互方式

 

國家政策明確了我國碳達峰與碳中和的推進時間表與相關目標，圍繞能源安全戰(zhàn)略，緊密做好相關實施工作需要突出能源綠色低碳轉型、新興技術產業(yè)發(fā)展、能效提升和產業(yè)鏈碳減排等重點方向。

 

每開創(chuàng)新方面認為，新能源是大勢所趨，未來的產業(yè)與市場發(fā)展必然會重點放在綠色低碳的應用與能效提升上。對于新能源的形態(tài)，每開創(chuàng)新選擇了一條既能解決能源成本控制，又能解決數字化的困難路，這樣才能真正實現產業(yè)的迭代。

 

從2015年開始，數字化轉型已經被提出，可是對于大部分公司企業(yè)來說，這是一個艱苦的轉型過程。以物聯網實現數字化這條道路來看，它經歷了三個階段，第一個是傳統有限的物聯網，第二個階段是出現藍牙、WiFi、ZigBee這類連接通信技術的有電環(huán)境下的布局。不過我們看第二階段，雖然我們房子里面基本所有物品都可以設計改造成擁有藍牙、WiFi等具備連接能力的物品，通過接入家庭中樞實現物聯網功能，但是實際大部分產品并不需要一直聯網才能工作。如家里電飯鍋，即使它沒有WiFi聯網功能，仍然具有基礎的功能，物聯網只是他的加分項并不是根本項。

 

因此第三階段會是一個無電環(huán)境下形成的更多連接狀況。假如以全球60億人口做一個基礎測算，未來整個物聯網的節(jié)點容量是千億數量等級，而在目前有電環(huán)境下通過藍牙、WiFi等物聯網連接技術接入物聯網的設備，只占到百分之千億的水平，設備節(jié)點中只有4%-6%被接入物聯網，因此會有約96%的設備是有條件在無電環(huán)境接入物聯網，因此每開創(chuàng)新認為無電技術是大有可為的，并且具有廣闊的市場空間。 

 

此外還有一個數據顯示，物聯網中有多達70%以上的設備是瞬時的IoT交互。以電子門鎖為例，家庭門鎖基本上是每天兩次的開關操作，屬于兩次瞬時交互。如果對這類傳統門鎖進行數字化物聯網的改造，按照一般操作便會加上電池和連接模塊，這會把改造成本增加。實際對于這種不需要持續(xù)供電的設備進行持續(xù)供電的改造，違背了低成本和低功耗的原則。

 

“要想在物聯網的環(huán)境下，真正把數字化的基礎核心落到根本上，無電技術是一個會真正加速物聯網產業(yè)并實現商業(yè)化和規(guī)模化的關鍵技術之一。”每開創(chuàng)新表示，“規(guī)模化和商業(yè)化需要更低成本和更高效率，成本包括改造成本、維護成本、安全成本、能源成本，效率包括流程效率、協同效率、管理效率、響應效率，無電技術符合這些要求。”

 

無源NFC：基于NFC通信的無線射頻能量采集技術

 

無電技術可以簡單理解為沒有電池儲能的能源采集與儲集技術，其能源主要是從環(huán)境中獲取，如光能、溫差轉換、震動能量等，而每開創(chuàng)新的技術落腳點主要在于無線射頻能量的采集。

 

所謂無線射頻采集是一種從設備和設備之間通訊產生的射頻能量收集并轉化成電能的過程，如手機與路由器的通訊過程產生的無線電射頻信號，當手機未被連接時，這些信號彌散在空氣中或者存在于光纖電纜中，每開創(chuàng)新通過技術對其進行集中處理成一個能量來源，并通過收集和轉化的方式獲得能量。

 

傳統的設備通信交互方式是發(fā)射端不帶電，向接收端傳輸信號信息，而接收端需要帶電源維持供電狀態(tài)，這種方式成本高、不穩(wěn)定、耗能高、效率低；每開創(chuàng)新的無電無線微能源抓取與通信方案是發(fā)射端帶電，而接收端不帶電，發(fā)射端向接收端供電并傳送通信信息，接收端通過抓取發(fā)射端射頻信號能量帶動能量轉化。

 

每開創(chuàng)新表示：“我們的一個核心技術思路是利用帶電發(fā)射端的設備向不帶電的物聯網設備的節(jié)點發(fā)送信號，形成雙向數據讀寫，進而利用射頻信號形成供電，傳輸數據，完成設備的驅動。這種方法低功耗、低成本，還能提供安全的數據傳輸。”

 

每開創(chuàng)新選擇的技術切入點率先落腳在NFC這種近場通信的無線電射頻應用領域，基于實際應用場景需求，在近、中、遠距離場景中，先行選擇了近場環(huán)境推動研發(fā)。

 

以NFC作為技術切入點，原因是什么？每開創(chuàng)新告訴我們，NFC方案采用國際通用的通信規(guī)則，擁有更高的適配性和適用度，不需要大幅度改造，改造成本低，用戶也不需要深度學習新設備，學習成本也低。

 

基于國際標準NFC通信協議，每開創(chuàng)新通過獨創(chuàng)的射頻能量算法芯片，利用NFC通信過程中產生的射頻能源，實現無線取電，瞬間大功率儲電和安全驅動負載。“這是一種基于NFC數據傳輸協議的應用創(chuàng)新。”每開創(chuàng)新表示，“我們的整個技術方案是三位一體，核心是射頻能量算法芯片。”

 

以每開創(chuàng)新優(yōu)先選擇落地的開關類產品（如鎖具）來看，當用戶把自己的智能設備如手機、平板、穿戴設備靠近該產品時，產品內嵌的NFC芯片進行通訊，模組收集射頻能量，智能手機完成讀取和識別，隨后模組學習指令，驅動鎖梁完成開關，鎖梁彈開，完成整個交互過程。與傳統交互不一樣的地方是，開關鎖具并不內置電源，而是通過模組采集手機、平板、穿戴設備靠近時所產生的射頻能量進行驅動。

 

我們把近場通訊環(huán)境中實現每開創(chuàng)新無線射頻微能源取電過程做一個總結：1. 通過手機NFC能量匹配；2. 能量接收并釋放動能或電能；3. 將手機能量反向傳輸至儲能電路并驅動電機，實現終端近場反向供電和通信。

 

每開云：專注于無電物聯網的系統方案

 

值得一提的是，每開創(chuàng)新除了擁有完全自主知識產權的無源NFC芯片和模組外，還建立了每開云-一站式無電物聯網管理系統，它是以每開創(chuàng)新無電智能設備（或采用了每開創(chuàng)新無源技術解決方案的終端設備）交互為基礎，在設備端連接用戶、在管理端連接企業(yè)運營工作的一站式全場景管理系統和大數據云管理系統。

物聯網平臺的能力取決于數據存儲和傳輸、結構化和計算、系統化等多個能力。從數據存儲和傳輸的角度來說，在傳統有電物聯網環(huán)境下，依托于持續(xù)供電和組網，數據的提取和回傳并不是一個難題。但無電物聯網環(huán)境下，如何處理無電狀態(tài)下的數據存儲和瞬時供電下數據的提取和回傳，是每開創(chuàng)新的一大突破。

每開云平臺關鍵組成部件有四個：連接管理平臺、設備管理平臺、應用使能平臺、業(yè)務分析平臺，從數據、架構、應用、分析管理等層面提供了全面的功能體驗。其中在應用層，每開云軟件系統由用戶端系統和管理端系統組成。在用戶端，每開云提供了包括 APP，小程序等應用產品，有效幫助終端用戶快速綁定設備，對設備進行開關管理以及密碼授權等功能，適用于目前所有的主流智能硬件終端。在管理端，通過可視化看板以及自助式操作，每開云管理平臺能幫助管理者實現設備用戶分級授權管理、產品設備狀態(tài)監(jiān)督等需求，快速完成設備管理，日志查詢，用戶管理，數據分析等工作。同時，每開云支持和企業(yè)自有云實現云云對接，也支持結合實際場景需求完成定制開發(fā)。通過快速高效對接各大企業(yè)自有運營管理平臺，提升業(yè)務端運營體驗及效率，加速企業(yè)數據化，數字化，智能化的升級轉型。

 

 

首款無源NFC一體智能鎖方案

 

近日每開創(chuàng)新發(fā)布了全球首款無源NFC一體智能鎖方案，并專門針對物流行業(yè)高貨值商品（如醫(yī)藥、冷鏈、大家電、貴重物品和資料）運輸中產生的安全溯源和數字管理訴求，推出了基于該硬件產品方案的信任交付系統，可應用于無源電子面單、無電智能箱鎖和開關、過程監(jiān)控數據傳感，及節(jié)點溯源管理等功能場景。這一解決方案有效解決了高貨值商品在運輸過程中的操作安全、節(jié)點狀態(tài)監(jiān)控、開關箱溯源、物流環(huán)境監(jiān)測、操作人員履職監(jiān)督等功能訴求，同時還具有無電池、可循環(huán)等特點，能適用于更多復雜的運輸環(huán)境。

 

1）無電池+一體化，一個產品適配多場景

       每開創(chuàng)新推出的無源NFC一體智能箱鎖產品方案（以下簡稱“箱鎖方案”）基于每開獨有的射頻能量采集技術，能實現在無電池的環(huán)境下，通過射頻取電完成瞬間大功率儲電并完成驅動負載，當把該技術應用到鎖具類產品時可實現瞬間鎖具開關驅動，而在其不工作的時候，無需提供任何電量。而在一個箱鎖方案上，同時集成電子紙顯示和傳感器等設備，則進一步實現了一次通信，同時完成開關鎖、電子紙面單數據刷新、傳感數據回傳三大功能。

       為了適用于物流場景中更多的箱體方案，以最大程度減少箱體改造成本，每開創(chuàng)新的箱鎖方案通過超高集成度實現了箱鎖體積的減少；此外由于不需要電源和電池的支撐，即使在潮濕、極低溫等惡劣氣候環(huán)境和空中運輸場景下，也能以最低功耗對物流節(jié)點進行管理。

       據了解，為了支撐箱鎖的多功能化場景使用需求，每開創(chuàng)新在該箱鎖方案上首次采用了其自研的動態(tài)能量分配及管理模塊，能夠在每一次通信過程中實現能量識別、能量分級和能量梯度管理，并根據不同功能的排列組合進行電能二次分配，不僅能加速整個操作和設置進程，更能確保持續(xù)穩(wěn)定的數據監(jiān)測和保存。

       同時，電子面單管理及溯源系統平臺是該方案另一個核心組成部分。它支持無源電子面單刷新的同時，能通過鎖具和傳感數據精準監(jiān)控物流各環(huán)節(jié)，實現對運輸時間、數量、位移路線、目的地情況等信息實時更新，減少人工干預，提升效率。在貨品進入儲存環(huán)節(jié)后，系統還能同步倉儲日志、入出庫及流向記錄，助力企業(yè)實現低成本、節(jié)能環(huán)保的無電數字化升級。

 

2）更環(huán)保、更低成本的安全及信任交付

在雙碳戰(zhàn)略的引導下2022年中國可循環(huán)快遞包裝應用規(guī)模達到了700多萬個，其中，搭載了可循環(huán)電子紙顯示的快遞物流循環(huán)包裝就有近百萬只。而據行業(yè)人士介紹，高貨值產品在物流運輸中，往往會因跌落或拋物、環(huán)境溫度變化等異常帶來貨值的損失，因此，能適應更多物流環(huán)境的低成本開關和溯源方案一直以來都是行業(yè)人士關注的焦點。因此，除了保持其可循環(huán)和環(huán)保的方案特征，如何將數字化管理手段和可循環(huán)物流包裝進行充分整合，成為物流行業(yè)亟待解決的一個課題。     

每開創(chuàng)新無源NFC箱鎖方案做到了商品運輸流程中的溯源監(jiān)控，有效追蹤貨損發(fā)生的具體物流節(jié)點并確認責任方，有效改善包裝和貨運方式，減低貨損。其次，一體化無電設計集成三個設備功能，降低成本和體積，實現價格最優(yōu)，搭配電子紙面單減少資源浪費，降低環(huán)境負擔，同時采用可循環(huán)箱體，真正實現降本增效和綠色環(huán)保。

同時配合整體物流運輸流程中銀行級的數據加密保護，有效保護消費者隱私，降低用戶信息泄露焦慮。真正為高貨值商品提供更環(huán)保、更低成本的安全及信任交付解決方案。

 

 

 

深耕低功耗環(huán)境微能源抓取及通信技術領域

 

深圳市每開創(chuàng)新創(chuàng)新科技有限公司是國內第一家專注于在超低功耗環(huán)境下，提供無線射頻微能源抓取及通信整體解決方案的創(chuàng)新“無電物聯網” 企業(yè)，也是目前國內唯一一家在該領域擁有自主知識產權、且具有端到端量產交付能力的方案提供商。

 

基于國際標準NFC/BLE通信協議，每開創(chuàng)新通過獨創(chuàng)的射頻能量算法芯片，實現射頻無線取電，能瞬間大功率儲電和安全驅動負載。 該技術可賦能智能開關、智能包裝、智能顯示、智能傳感等產品在0電池、0電路布線的情況下完成數字交互，為客戶提供安全、高效、降本、環(huán)保的無電物聯網一站式解決方案。

 

目前每開創(chuàng)新交付的軟硬件一體化解決方案已經在多個領域應用，以上無源NFC一體智能鎖方案是屬于無電技術在電子紙領域的應用新嘗試。除此之外，每開創(chuàng)新的無電顯具類產品，如無電胸牌、無電桌牌等，在智慧辦公場景頗受好評。根據CINNO?ePaper Insight電子紙產業(yè)調研數據顯示：電子紙作為新興顯示技術，近5年來，年復合增長率超過40%，2022年對比2021年，電子紙全球出貨數量增長率超過80%，產業(yè)發(fā)展速度位居所有顯示技術之首。

 

無源NFC技術與電子紙相關產品的應用特性是能夠匹配的，“電子紙技術特點就是當顯示畫面靜止的時候是不耗電的，因此不需要為其持續(xù)供電。當電子紙需要切換畫面時，通過手機NFC可為其反向供電，以實現屏幕刷新。為了推動無電智慧辦公生態(tài)，電子紙是強大的技術載體，因而電子紙是我們很關注的一個應用方向。”每開創(chuàng)新表示。

 

據了解，每開創(chuàng)新核心團隊已在無源技術及解決方案領域完成多項重大突破，并已通過無電開關、無電包裝、無電顯示、無電測量等應用場景，為智能家居、能源通信、物流管理等行業(yè)近百家客戶提供軟硬件一體化服務。

 

在國家“雙碳”目標下，通過對低能耗微能源抓取與通信技術的不斷研發(fā)與沉淀，每開創(chuàng)新幫助企業(yè)實現設備和管理數字化升級，實現安全節(jié)能的重資產管理，同時也在“小”技術的加持下打開并走上了更廣闊的綠色低碳市場發(fā)展格局與道路。