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目前無(wú)線(xiàn)充電標準有Qi標準、PMA（Power Maers Alliance）標準和A4WP（Alliance for Wireless Power）標準三種，標準尚未統一。其中Qi標準應用最為廣泛，是無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟（Wireless Power Consortium， WPC）推出的國際標準；采用近距離電磁感應技術(shù)作為低功耗便攜式電子設備充電，為所有電子廠(chǎng)商提供統一的通用標準。PMA標準及聯(lián)盟由Powermat公司發(fā)起，致力于為符合IEEE協(xié)會(huì )標準的手機和電子設備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)供電。A4WP標準由美國高通公司、韓國三星公司以及Powermat公司共同創(chuàng )建的無(wú)線(xiàn)充電聯(lián)盟推出，采用磁共振式無(wú)線(xiàn)充電，目標是為便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)等提供無(wú)線(xiàn)充電。（目前無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)主要有電磁感應式、磁共振式、無(wú)線(xiàn)電波式、電場(chǎng)耦合式四種基本方式。） 無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)發(fā)展至今，應用場(chǎng)景廣泛�？蔀殡妱�(dòng)牙刷、電動(dòng)剃須刀和無(wú)繩電話(huà)等小家電無(wú)線(xiàn)充電，并已實(shí)用化；可為便攜式消費類(lèi)電子，如手機、PDA和筆記本電腦等充電；也可為電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電。 無(wú)線(xiàn)充電是一種有關(guān)生活方式的科技成就，將影響整個(gè)日常生活。然而，目前無(wú)線(xiàn)充電還存在著(zhù)各種各樣的缺點(diǎn)、問(wèn)題，面臨著(zhù)很多挑戰。首先是效率問(wèn)題：充電效率不高，長(cháng)時(shí)間下能源浪費嚴重，遠距離大功率無(wú)線(xiàn)設備的耗能會(huì )更高，浪費更大；其次是安全性問(wèn)題：大功率無(wú)線(xiàn)充電設備的電磁輻射會(huì )對環(huán)境和生物(如鳥(niǎo)類(lèi)、居民等)造成很多不利的影響，可能會(huì )干擾日常通信，可能對飛機等交通工具產(chǎn)生不良影響；第三是方便性和實(shí)用性問(wèn)題：充電時(shí)不能隨意動(dòng)，位置還必須固定，從使用角度來(lái)看，并不比有線(xiàn)充電方便太多；最后是成本較高，價(jià)格不菲。 總的說(shuō)來(lái)，無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品在消費電子市場(chǎng)并不是非常有吸引力的功能，未能成為消費者關(guān)注的重點(diǎn)，并沒(méi)有帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的革命；還沒(méi)有大規模的使用，并未真正在市場(chǎng)上形成氣候，無(wú)線(xiàn)充電只是一個(gè)小噱頭，還未被廣泛接受，叫好不叫座，只是一場(chǎng)曲高和寡的技術(shù)游戲。 無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)雖然面臨著(zhù)很多挑戰，目前也富有很多機遇，個(gè)人認為前景巨大，在一些特殊的領(lǐng)域具有特殊的用途，具有很重要的應用，如醫用植入設備，無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)，防水密封電子產(chǎn)品等等。 醫用植入設備 醫療植入式裝置在疾病治療中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。膠囊內窺鏡、植入式醫用膠囊可以窺探人體消化道或腸道的潰瘍、異常的增長(cháng)以及出血等健康狀況，幫助醫生對病人進(jìn)行診斷；心臟起搏器可在必要時(shí)候用電信號激活心臟復蘇與維持正常。但醫用植入設備的供電電池容量往往是一定的，一般可供使用幾年，如電池耗完，則需要手術(shù)更換植入設備。目前，心臟起搏器植入人體之后，8-10年左右就需要更換電池。也就是說(shuō)，雖然安裝了心臟起搏器，但每隔8-10年還需要再動(dòng)一次手術(shù)來(lái)更換起搏器的電池。如果病人體內的醫用植入設備可以進(jìn)行充電，會(huì )方便很多，不用再通過(guò)手術(shù)來(lái)更換電池，一次手術(shù)即可解決問(wèn)題，不會(huì )有手術(shù)失敗、胸腔感染等風(fēng)險。 Toratec 和Witricity公司在2011年已合作研制成功植入式心臟起搏器，采用諧振式無(wú)線(xiàn)充電方式，無(wú)線(xiàn)充電距離超過(guò)10英寸。另外，美國Purdue大學(xué)的Albert Kim、Teimour Maleki和Ziaie等人提出了用音樂(lè )為植入式裝置供電的概念，他們研制了一個(gè)固有頻率為 435 Hz的PZT懸臂梁，放置于長(cháng)度為40mm，直徑為8mm的玻璃膠囊里，通過(guò)外部頻率為200-500Hz的音樂(lè )，如RAP、布魯斯、爵士和搖滾樂(lè )等，來(lái)激勵懸臂梁產(chǎn)生振動(dòng)，并轉換成電能，從而為植入式裝置供電。 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng) 無(wú)線(xiàn)充電可以實(shí)現為低功耗無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )充電，如可為安置在動(dòng)物身上的無(wú)線(xiàn)定位、監測裝置補充電能。ADInstruments 公司的無(wú)線(xiàn)動(dòng)物監測系統，可以無(wú)線(xiàn)監測和采集動(dòng)物的壓力值（如動(dòng)脈、動(dòng)脈、膀胱和子宮等）、生物電動(dòng)勢（ECG心電）和體溫等。采用小型傳感器可以采集高質(zhì)量的數據，并可以擴大移動(dòng)范圍，系統應用靈活，可長(cháng)期監控、記錄動(dòng)物的狀況。電池可在線(xiàn)充電，不需要停止工作，也不用花費昂貴的代價(jià)去更換電池。 可無(wú)線(xiàn)充電的無(wú)線(xiàn)動(dòng)物監測系統 防水密封電子產(chǎn)品 便攜式的移動(dòng)產(chǎn)品, 都要不定期地進(jìn)行充電, 因此不得不留下各種插口和連接電纜，這就很難實(shí)現具有防水性能的密封工藝。采用無(wú)線(xiàn)充電后，由于設備外殼上沒(méi)有金屬接點(diǎn)或者開(kāi)口，可以增強電子產(chǎn)品的防水性，易于實(shí)現產(chǎn)品的防水和密封。如最早出現的采用無(wú)線(xiàn)充電的電動(dòng)牙刷，解決了潮濕環(huán)境下的用電安全問(wèn)題�，F在很多特殊的產(chǎn)品，在特殊的運用場(chǎng)合和環(huán)境下，如水下工作的自動(dòng)檢測系統，需要密封和防水，不希望產(chǎn)品外殼上留下任何插孔（充電口，開(kāi)關(guān)機鍵，顯示燈等），在這種情形下，如能采用無(wú)線(xiàn)充電就能解決其密封和防水問(wèn)題。筆者就基于Qi無(wú)線(xiàn)充電標準，采用電磁感應式無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，設計了一款防水密封型便攜式GPS終端設備；所研制的無(wú)線(xiàn)充電接收模塊，尺寸為50x32x1.0mm3，能有效地為設備的鋰離子電池進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電，結合軟件控制，并實(shí)現了設備的無(wú)線(xiàn)充電自動(dòng)開(kāi)機。 |
