在談到未來(lái)的智慧城市時(shí)，人們可以將所有可以想到的元素總結(jié)為一個(gè)關(guān)鍵詞，即連通性。 無(wú)論是無(wú)人駕駛的宇宙飛船出租車還是完全自動(dòng)運(yùn)行的摩天大樓，使城市更加智能的進(jìn)步都得到了信息、技術(shù)接口和基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的支持。

幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類一直在努力建設(shè)一個(gè)能夠更好地響應(yīng)居民需求，從安全、便利、居住條件等關(guān)鍵方面提高居民生活質(zhì)量的城市。隨著世界進(jìn)入第四次工業(yè)革命，擁抱數(shù)字和物理環(huán)境的融合，這一目標(biāo)越來(lái)越接近。

第一步是建立數(shù)字接口，啟用高速互聯(lián)網(wǎng)并安裝物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備，以收集和利用居民日常生活中的響應(yīng)數(shù)據(jù)。截至 2021 年 3 月，全球有超過(guò) 100 億個(gè)活躍的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，而且這個(gè)數(shù)字還在快速增長(zhǎng)。隨著城市實(shí)施更多智能設(shè)備和支持物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施組件，電力需求將是巨大的，提供穩(wěn)定的電力至關(guān)重要。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電的挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常包含三個(gè)需要電力的主要單元?？偰芎囊蛎總€(gè)單元的集體需求而異，其中包括用于數(shù)據(jù)收集的傳感器或用于執(zhí)行任務(wù)的執(zhí)行器、處理單元和支持不同網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)交換的機(jī)器對(duì)機(jī)器 (M2M) 通信單元。最后一個(gè)通常是最大的變量，因?yàn)槿绻O(shè)備參與活躍的數(shù)據(jù)交換任務(wù)，這個(gè)單元會(huì)導(dǎo)致大量的能源使用。特別是對(duì)于智慧城市物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，該單元通常 24小時(shí)全天候運(yùn)行，在中央智能網(wǎng)絡(luò)和本地設(shè)施（例如智能公用事業(yè)儀表）之間交換大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。連接到建筑物的儀表還連接到智能能源網(wǎng)絡(luò)，以共享水電的實(shí)時(shí)使用情況，因此公用事業(yè)公司可以更好地監(jiān)控能源消耗。許多物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0 應(yīng)用使用 3V 紐扣電池作為電源，因?yàn)樗杀靖筒⑻峁┓€(wěn)定的電源，但電池的缺點(diǎn)也很明顯。

電池的使用壽命有限，需要不斷更換或充電，這會(huì)耗費(fèi)難以想象的人力和財(cái)力，尤其是當(dāng)設(shè)備位于危險(xiǎn)區(qū)域且訪問(wèn)受限時(shí)。另一個(gè)缺點(diǎn)是隨著電池需求和使用量的增長(zhǎng)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)環(huán)境不可持續(xù)性。這兩個(gè)缺點(diǎn)都會(huì)在很大程度上阻礙智慧城市的成熟。因此，在這個(gè)過(guò)渡階段找到替代的供電解決方案至關(guān)重要。關(guān)于供電的話題也應(yīng)該超越建造傳統(tǒng)的公共充電插座或制造壽命更長(zhǎng)的電池，而是深入探討供電技術(shù)之間的真正創(chuàng)新。

為什么我們需要 Qi 充電的替代方案

無(wú)線供電對(duì)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)陌生的概念。該術(shù)語(yǔ)經(jīng)常出現(xiàn)在接觸式無(wú)線充電板、水桶和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品的廣告中。然而，目前市場(chǎng)上可用的大多數(shù)設(shè)備和技術(shù)，如Qi充電（最常見的無(wú)線充電協(xié)議），都使用了磁感應(yīng)技術(shù)，該技術(shù)在業(yè)界已經(jīng)存在了近60年。它通過(guò)設(shè)備和發(fā)射器中的兩個(gè)內(nèi)置充電線圈起作用。盡管作為最常用的無(wú)線充電協(xié)議，感應(yīng)充電的局限性很明顯：距離。設(shè)備和發(fā)射器之間的距離需要在幾厘米以內(nèi)才能實(shí)現(xiàn)感應(yīng)充電。

看看一些新興的無(wú)線供電技術(shù)，其中一項(xiàng)突出的創(chuàng)新是智能射頻 (RF) 透鏡，這是一種無(wú)需使用任何電線或物理感應(yīng)墊而在兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)之間傳輸電力的技術(shù)。通過(guò)使用毫米波 (mmWave) 通過(guò)空氣傳輸電力，這種射頻透鏡技術(shù)可以將電力幾乎與通過(guò)電線一樣快地從多英尺遠(yuǎn)的地方同時(shí)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)真正的空中 (OTA) 供電。

盡管理想的解決方案仍在開發(fā)中并且尚未在市場(chǎng)上銷售，但無(wú)線充電領(lǐng)域的進(jìn)展描繪了一幅充滿希望的藍(lán)圖。未來(lái)的智慧城市需要一個(gè)數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)，它可以提供可持續(xù)的電源來(lái)支持?jǐn)?shù)字接口和技術(shù)硬件更新。世界仍在發(fā)現(xiàn)未來(lái)的可能性，對(duì)權(quán)力科學(xué)的探索應(yīng)該是一個(gè)持續(xù)的議程。