RFID无线充电技术解析ppt课件.ppt

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1、RRF FI IDD无无无无线线线线充充充充电电电电技技技技术术术术张张维维 高高琳琳彤彤背景介绍背景介绍背景介绍背景介绍v 无无线线充充电电技技术术：无无线线充充电电技技术术引引源源于于无无线线电电力力输输送送技技术术，利利用用磁磁共共振振在在充充电电器器与与设设备备之之间间的的空空气气中中传传输输电电荷荷，线线圈圈和和电电容容器器则则在在充充电电器器与与设设备备之之间间形形成成共共振振，实实现现电电能能高效传输的技术。高效传输的技术。概述概述概述概述v 麻省理工学院的研究团队在麻省理工学院的研究团队在2007年年6月月7日美日美国科学杂志的网站上发表了他们的研究成果。国科学杂志的网站上发表

2、了他们的研究成果。研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功“抓抓住住”了电磁波。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，了电磁波。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他扩散到接受方，电力就实现了无线传导。这项被他们称为们称为“无线电力无线电力”的技术经过多次试验，已经能的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。瓦灯泡

3、供电。工作原理工作原理工作原理工作原理：利用物理学的：利用物理学的：利用物理学的：利用物理学的“共振共振共振共振”原理原理原理原理两个振动频率相同的物体能高效传输能量。两个振动频率相同的物体能高效传输能量。两个振动频率相同的物体能高效传输能量。两个振动频率相同的物体能高效传输能量。v1.输电线中的电能传入用铜制造的天线中。输电线中的电能传入用铜制造的天线中。v2.天线以天线以10兆赫的波长振动，产生电磁波。兆赫的波长振动，产生电磁波。v3.天线发出的能量传播到天线发出的能量传播到2米米(6.5英尺英尺)外。外。v4.同样以同样以10兆赫的频率震动的膝上型电脑接收到电流，能兆赫的频率震动的膝上型

4、电脑接收到电流，能量充入设备中。量充入设备中。v5.没有转换成膝上型电脑的能量不会被天线重新吸收。不没有转换成膝上型电脑的能量不会被天线重新吸收。不能产生能产生10兆赫共振的人和其他物体不会对它产生干扰。兆赫共振的人和其他物体不会对它产生干扰。工作原理图工作原理图工作原理图工作原理图工作原理工作原理工作原理工作原理v这这个个系系统统利利用用了了共共振振(当当一一个个物物体体与与另另一一个个物物体体的的固固有有频频率率一一样样时时，就就会会产产生生震震动动)原原理理。当当两两个个物物体体的的振振动动频频率率相相同同时时，它它们们传传递递能能量量的的强强度度不不会会受受到到周周围事物的影响围事物的

5、影响。主要特点主要特点主要特点主要特点v1、从理论上说，这一系统对处在充电场的人完全、从理论上说，这一系统对处在充电场的人完全无害，因为电量只在以同一频率共振的线圈之间传无害，因为电量只在以同一频率共振的线圈之间传输。输。v2、RFID无线充电技术利用磁共振在充电器与设无线充电技术利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电备之间的空气中传输电荷，线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振。器与设备之间形成共振。v3、这一系统可以在未来得到广泛应用，例如针对、这一系统可以在未来得到广泛应用，例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。电动汽车的充电区以及针对电脑芯片

6、的电量传输。采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一。有当前的一百五十分之一。市场需求市场需求市场需求市场需求v1、随着、随着iPhone、iPad等对电量充满等对电量充满“饥渴饥渴”的的设备迅速兴起，研发无线充电等突破性充电技术的设备迅速兴起，研发无线充电等突破性充电技术的需求日益提高。富士通在一份声明中说：需求日益提高。富士通在一份声明中说：“这项技这项技术将为手机集合紧凑型无线充电功能以及同时为多术将为手机集合紧凑型无线充电功能以及同时为多个便携式设备充电铺平道路。对多个设备充电时，个便携式设备充电铺平道路。对多个设备

7、充电时，设备相对于充电器的位置没有任何限制。设备相对于充电器的位置没有任何限制。”v2、当前的很多无线充电系统依靠线圈之间的电磁、当前的很多无线充电系统依靠线圈之间的电磁感应，这种方式工作距离太短，设备需要放置在充感应，这种方式工作距离太短，设备需要放置在充电座上，同时也会消耗大量电量。富士通的充电系电座上，同时也会消耗大量电量。富士通的充电系统立基于磁共振，电量可以在以同样频率发生共振统立基于磁共振，电量可以在以同样频率发生共振的线圈之间进行无线传输。的线圈之间进行无线传输。测试应用测试应用测试应用测试应用v1、测试结果显示无线传输距离大约在、测试结果显示无线传输距离大约在15厘米左右，厘米

8、左右，但富士通表示无线传输距离最终可实现几米远。但富士通表示无线传输距离最终可实现几米远。v2、需要指出的是，距离设备越远，传输中损耗的、需要指出的是，距离设备越远，传输中损耗的电量越多。电量越多。v3、利用磁共振传输电量，传输距离可达到几米远。利用磁共振传输电量，传输距离可达到几米远。有关无线充电技术应用的社会实际效益有关无线充电技术应用的社会实际效益有关无线充电技术应用的社会实际效益有关无线充电技术应用的社会实际效益v 当今，世界各国都在争先恐后的研制当今，世界各国都在争先恐后的研制无线充电技术。随着自然资源的不断匮无线充电技术。随着自然资源的不断匮乏和日益加重的环境保护问题，以电能来替乏

9、和日益加重的环境保护问题，以电能来替代其它能源的运输工具已逐渐的发展开来，代其它能源的运输工具已逐渐的发展开来，电动汽车以及电动自行车已普遍的深入到了电动汽车以及电动自行车已普遍的深入到了人们的生活当中。作为电动汽车快速充电设人们的生活当中。作为电动汽车快速充电设备的技术难题还有很多，其中之一就是如何备的技术难题还有很多，其中之一就是如何利用无线充电技术来实现电动汽车日益利用无线充电技术来实现电动汽车日益增长的需要增长的需要。有线充电有线充电有线充电有线充电优点与缺点优点与缺点优点与缺点优点与缺点v优点优点:v1.能源转换一次性获得，电能损失小，节能环保。能源转换一次性获得，电能损失小，节能环

10、保。v2.交直流转换一次性，不存在中高频电磁辐射。交直流转换一次性，不存在中高频电磁辐射。v3.设备技术含量低，经济投入不大，维修方便。设备技术含量低，经济投入不大，维修方便。v4.电功率的调节范围较宽，适合多种不同电压和电电功率的调节范围较宽，适合多种不同电压和电流等级的蓄电瓶储能补给。流等级的蓄电瓶储能补给。优点与缺点优点与缺点优点与缺点优点与缺点v缺点缺点v1.设备的移动搬运和电源的引线过长，主要是人工设备的移动搬运和电源的引线过长，主要是人工操作繁琐。操作繁琐。v2.设备以及在对电动汽车充电时其公共占地面积过设备以及在对电动汽车充电时其公共占地面积过大，大，v3.在人工操作过程中，极易

11、出现设备的过度磨损以在人工操作过程中，极易出现设备的过度磨损以及不安全性等因素。及不安全性等因素。无线充电无线充电无线充电无线充电优点与缺点优点与缺点优点与缺点优点与缺点v优点：优点：v1.利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形，设备利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的减小，但减小的占地面积份额不会太大。减小，但减小的占地面积份额不会太大。v2.技术含量高，操作方便，可实施相对来说的远距技术含量高，操作方便，可实施相对来说的远距离无线电能的转换，但大功率无线充电的传输距离离无线电能的转换，但大功率无线充

12、电的传输距离只限制在只限制在5米以内，不会太远。米以内，不会太远。v3.操作方便。操作方便。优点与缺点优点与缺点优点与缺点优点与缺点v缺点：缺点：v1.虽然设备技术含量高，但设备的经济成本投入较高，维虽然设备技术含量高，但设备的经济成本投入较高，维修费用大。修费用大。v2.因实现远距离大功率无线磁电转换，所以设备的耗能较因实现远距离大功率无线磁电转换，所以设备的耗能较高。无线传输的距离越远，无用功的耗损也就会越大。高。无线传输的距离越远，无用功的耗损也就会越大。v3.设备本身实现的是二次能源转换，也就是将网电降压变设备本身实现的是二次能源转换，也就是将网电降压变为直流电后在进行一次较高频率的开

13、关控制交流变换输出。为直流电后在进行一次较高频率的开关控制交流变换输出。由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传由于大功率的交直交电流转换是进行电能的二次性无线传输原因，所以电磁的空间磁损率太大。输原因，所以电磁的空间磁损率太大。v4，因为采取无线传输，磁能的无用功耗损会随着的功率增，因为采取无线传输，磁能的无用功耗损会随着的功率增高而上升。高而上升。v无线充电技术建立在无线充电技术建立在RFID近距离磁场耦合技术发近距离磁场耦合技术发展基础上展基础上，RFID无线充电技术将应用到生活中的无线充电技术将应用到生活中的每个角落。每个角落。附加：附加：附加：附加：RFIDRFID技术技术

14、技术技术背景介绍背景介绍背景介绍背景介绍vRFID即即 射射 频频 识识 别别（Radio Frequency IDentification）技技术术，又又称称电电子子标标签签、无无线线射射频频识识别别，是是一一种种通通信信技技术术，可可通通过过无无线线电电讯讯号号识识别别特特定定目目标标并并读读写写相相关关数数据据，而而无无需需识识别别系系统统与与特特定定目目标标之之间间建立机械或光学接触。建立机械或光学接触。工作原理工作原理工作原理工作原理v 电子标签与射频读写器之间利用感应、电子标签与射频读写器之间利用感应、无线电波或微波能量进行无线电波或微波能量进行非非接触式双向通信，接触式双向通信，

15、实现数据交换，以达到识别目的。电子标签实现数据交换，以达到识别目的。电子标签是射频识别系统的核心，一般情况下，电子是射频识别系统的核心，一般情况下，电子标签中包含专用的标签芯片；标签芯片本身标签中包含专用的标签芯片；标签芯片本身就相当予一个片上系统。就相当予一个片上系统。射频识别系统的工作模式射频识别系统的工作模式射频识别系统的工作模式射频识别系统的工作模式RFIDRFID系统的特点：系统的特点：系统的特点：系统的特点：v RFID系统在具体的应用过程系统在具体的应用过程中，根据不同的应用中，根据不同的应用目目的和应用环的和应用环境，系统的组成会有所不境，系统的组成会有所不同同，但但从从RFI

16、D系统的工作原理来看，系统系统的工作原理来看，系统一般都一般都由由信号发射机、信号接收机、信号发射机、信号接收机、发射接收天线几部分组成。发射接收天线几部分组成。技术发展技术发展技术发展技术发展v1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，识别技术，1948年奠定了射频识别技术的理论基年奠定了射频识别技术的理论基础。础。v1950-1960年：早期射频识别技术的探索阶段，年：早期射频识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。主要处于实验室实验研究。v1960-1970年：射频识别技术的理论得到了发年：射频识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试

17、。展，开始了一些应用尝试。v1970-1980年：射频识别技术与产品研发处于年：射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用。出现了一些最早的射频识别应用。技术发展技术发展技术发展技术发展v1980-1990年：射频识别技术及产品进入商业年：射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。应用阶段，各种规模应用开始出现。v1990-2000年：射频识别技术标准化问题日趋年：射频识别技术标准化问题日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识

18、别产品逐渐成为人们生活中的一部分。产品逐渐成为人们生活中的一部分。v2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频年后：标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。不断降低，规模应用行业扩大。RFIDRFID实用方案实用方案实用方案实用方案用于病患监测的双接口无源用于病患监测的双接口无源RFID系统设计系统设计v病患监测设备通常用于测量病患的生命迹象，病患监测设备通常用于测量病患的生命迹象，例如，血压、心

19、率等参数，管理这些重要数例如，血压、心率等参数，管理这些重要数据的要求远远超出了简单的库存控制范围，据的要求远远超出了简单的库存控制范围，需要设备能够提供设备检查、校准和自检结需要设备能够提供设备检查、校准和自检结果，并具有安全升级功能，同时最大限度降果，并具有安全升级功能，同时最大限度降低设备故障停机时间。低设备故障停机时间。基于基于基于基于RFIDRFID的物联网智能公交系统应用方案的物联网智能公交系统应用方案的物联网智能公交系统应用方案的物联网智能公交系统应用方案v 基于物联网技术的公交停车场站安全监基于物联网技术的公交停车场站安全监管系统，主要由车辆出入口管理系统、场站管系统，主要由车

20、辆出入口管理系统、场站智能视频监控系统两部分组成，利用先进的智能视频监控系统两部分组成，利用先进的“物物相联技术物物相联技术”，将用户端延伸和扩展到公，将用户端延伸和扩展到公交车辆、停产场站中的任何物品间进行数据交车辆、停产场站中的任何物品间进行数据交换和通信，全面立体的解决公交行业监管交换和通信，全面立体的解决公交行业监管问题。问题。基于基于基于基于RFIDRFID技术的小区安防系统设计解决方案技术的小区安防系统设计解决方案技术的小区安防系统设计解决方案技术的小区安防系统设计解决方案 在小区的各个通道和人员可能经过的通道中安装若在小区的各个通道和人员可能经过的通道中安装若干个阅读器，并且将它

21、们通过通信线路与地面监控干个阅读器，并且将它们通过通信线路与地面监控中心的计算机进行数据交换。中心的计算机进行数据交换。如果出现问题，如果出现问题，阅读阅读器即会感应到信号同时立即上传到监控中心的计算器即会感应到信号同时立即上传到监控中心的计算机上，计算机就可判断出具体信息，管理者机上，计算机就可判断出具体信息，管理者会会根据根据大屏幕上或电脑上的分布示意图点击小区内的任一大屏幕上或电脑上的分布示意图点击小区内的任一位置，计算机即会把这一区域的情况统计并显示出位置，计算机即会把这一区域的情况统计并显示出来。来。RFIDRFID发展前景发展前景发展前景发展前景v RFID前景看好，该技术是一项流

22、程控制技术，前景看好，该技术是一项流程控制技术，能够为制造业、物流业、批发零售业供应链提供具能够为制造业、物流业、批发零售业供应链提供具有战略意义的增值效果。该技术可以帮助企业增加有战略意义的增值效果。该技术可以帮助企业增加信息的交换量，加快信息的流动速度，从而提高效信息的交换量，加快信息的流动速度，从而提高效率、节省成本。作为率、节省成本。作为21世纪最具有发展潜力的十世纪最具有发展潜力的十大技术之一，大技术之一，RFID产业的发展也是电子信息产业产业的发展也是电子信息产业极大的市场机遇。极大的市场机遇。RFID技术将成为电子信息产业技术将成为电子信息产业的增长点。的增长点。RFIDRFID技术与无线充电技术结合的发展前景技术与无线充电技术结合的发展前景技术与无线充电技术结合的发展前景技术与无线充电技术结合的发展前景 目目前，国外市场上已经出现前，国外市场上已经出现RFID无线无线充电器的身影，充电器的身影，这说明了这说明了无线充电无线充电技术的成功实现技术的成功实现。对于对于RFID无线充电无线充电技术的技术的而言而言，实现其技术的应用实现其技术的应用不仅可不仅可以以让让人们的生活方便简捷很多，人们的生活方便简捷很多，并并且将且将具有非常高的赢业价值和广阔的市场前具有非常高的赢业价值和广阔的市场前景景。感感感感谢谢谢谢您您您您的的的的观观观观看看看看