物聯網發展至今，已從方(fang)方(fang)面(mian)面(mian)融入了我們(men)的(de)生活(huo)，各(ge)種信息傳感器(qi)采集著(zhu)我們(men)生活(huo)、生產過(guo)程當中的(de)聲、光、熱、電、生物(wu)、位(wei)置等各(ge)種需要(yao)的(de)信息。隨著(zhu)5G時代的(de)到來(lai)，萬物(wu)互聯的(de)概念更不斷被強(qiang)調(diao)，可以預見物(wu)理世界的(de)全(quan)面(mian)數字化(hua)將(jiang)為我們(men)的(de)社會(hui)帶來(lai)翻(fan)天覆(fu)地的(de)變化(hua)和發展。
與此同時，擺在行業發展面前的許多技術問題也越發緊迫，其中，物聯網節點數量空前巨大，其海量聯網設備的供電無法得到長期有效地解決，將成為未來物聯網應用普(pu)及的(de)(de)首要問(wen)題。當前(qian)物(wu)聯網終端(duan)節(jie)點大(da)部分采用電(dian)(dian)池(chi)供電(dian)(dian)，少部分采用有線電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)這(zhe)兩種方式，前(qian)者(zhe)隨著部署(shu)數量的(de)(de)提高，在(zai)(zai)應(ying)用場景的(de)(de)限(xian)制、長期更換電(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)維護成本(ben)(ben)，環境的(de)(de)污染(ran)等(deng)方面都存在(zai)(zai)巨大(da)問(wen)題。而(er)有線電(dian)(dian)源供電(dian)(dian)部署(shu)時所(suo)涉及到的(de)(de)施(shi)工(gong)環境、物(wu)料成本(ben)(ben)、人工(gong)成本(ben)(ben)和(he)后(hou)期線路維護等(deng)問(wen)題，都更加決(jue)定其很難在(zai)(zai)未來(lai)物(wu)聯網產(chan)業中被大(da)規模應(ying)用。
哪怕是當前(qian)為(wei)應(ying)對續(xu)航問題，已(yi)被大規模應(ying)用(yong)的NB-IoT、LoRa等低功耗廣域(yu)網絡(LPWAN)，在面對萬物(wu)互(hu)聯，未來數千(qian)億設備(bei)的場景下，依然顯得不夠看。
未來的物聯網終端和傳感器，都需要在供電上面提出一種更加穩定、持續、可靠的方案。因此，業界也開始了對于無源(Battery-free)物聯網的研究，一種不需要電池，從環境中獲取能量的創新技術，以期在面對千億級的連接設備上，發揮其巨大的應用場景及經濟成本優勢。
無源物聯網這項技術的(de)(de)產業(ye)應用在國內起步較(jiao)晚，但已表現出(chu)來(lai)市場規(gui)模(mo)非常巨大。隨著2021年物聯網大會(hui)上“無(wu)源物聯網”概念風口(kou)的(de)(de)到來(lai)，越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)(de)無(wu)源應用開(kai)始(shi)受到了市場的(de)(de)關注。許多(duo)前沿的(de)(de)科創企業(ye)也開(kai)始(shi)投身其中，而「飛英思特科技(Finsiot)」正是這里(li)面的(de)(de)明星企業(ye)。
中國環境微能管理技術的拓荒與引領者
「飛英思特」團隊2018年在美國硅谷組建，彼時國外已經有Atmosic、 Wiliot這樣對新一代無源技術有深刻研究且應用的公司，而反觀國內新一代無源領域卻幾乎一片空白。為了保障國內技術的獨立性和領先性，「飛英思特」創始團隊毅然決定回國，并匯聚北京大學、清華大學、美國加州大學伯克利、美國加州大學UCSF等名校院所的科技人才，打造了一支在低功耗電子學，能源管理，射頻控制工程，算法模型等方向上都擁有至少10年以上專業經驗的團隊，凝聚起了中國最早開始從事微能量管理技術研發的豪華陣容。
在創辦飛英思特科技之前， 聯合創始人兼CEO鄒珂博士是北京大學與加州大學舊金山分校的聯合培養博士，并在UCSF長期任職，參與負責同Google公司、中國自然科學基金、美國國立衛生研究院基金的生物芯片研發工作，其成果也被(bei)Nature、Science子刊等世界頂級(ji)期(qi)刊熱點報道。在美國期(qi)間(jian)，鄒珂博(bo)士也曾參與創辦Elenets、Nonabio等多家(jia)科(ke)技(ji)公司，具有豐富(fu)的技(ji)術商業化(hua)經驗。
公司另(ling)外一位主(zhu)(zhu)要(yao)聯合創始人潘(pan)衡博(bo)士來自美國(guo)最杰出的國(guo)家實(shi)驗室之一——勞倫斯伯克利國(guo)家實(shi)驗室(LBNL)，曾主(zhu)(zhu)持實(shi)驗室物理加速器高精度(du)機電(dian)(dian)測量(liang)系統研制，也參與歐洲核(he)子(zi)研究中心(xin)(CERN)的多個國(guo)際(ji)合作項目，并評(ping)為美國(guo)電(dian)(dian)氣(qi)與電(dian)(dian)子(zi)工程師協會(hui)IEEE Senior Member與特約撰稿人。
據了解，目前「飛英思特」已開創性地實現了光伏(Photovoltaic)、壓電(Piezoelectric)、熱能(Thermoelectric)和無線射頻(RF)等能量的高效轉換，開啟了自供能技術的全面商業化， 并逐步推出了“微能量管理”與“超低功耗”的核心技術產品。當前這家公司已具備成熟的(de)環境能(neng)量采集模組(zu)與(yu)芯片設計能(neng)力， 并可為用戶提(ti)供標準的(de)模組(zu)及相應的(de)自供能(neng)產(chan)品解決方案。
無源物聯網新突破—國內首款環境微能管理模組
環(huan)境(jing)能量(liang)采(cai)集(ji)(ji)(energy harvesting)技(ji)(ji)術(shu)是一(yi)種從環(huan)境(jing)中收集(ji)(ji)能量(liang)，存儲能量(liang)，使用能量(liang)的技(ji)(ji)術(shu)，從某種意(yi)義上(shang)來講，環(huan)境(jing)中的能量(liang)取之不(bu)盡，用之不(bu)竭，可(ke)使物聯網(wang)終端設(she)備工(gong)作起來更加穩定(ding)和超長壽(shou)命續航，但實現(xian)這樣的無(wu)源物聯網(wang)需要解決兩個工(gong)程(cheng)難題：
如何實現能量供應的穩定和持續;
如何最大限度地降低連接設備的系統功耗。
「飛英思特」潘衡博士介紹道：“降低物聯網設備的功耗一直是硬件及集成電路領域持續的努力， 使得現在的電子元器件功耗大幅降低，這一方面已取得很大的進展。因此實現無源物聯網的另一個關鍵就是如何在不穩定和有限的環境能量中實現穩定的供電，而這需要「微能量管理技術」幫(bang)助工程(cheng)師(shi)在設計能(neng)量(liang)采集(ji)系統時首先實現(xian)從(cong)環境(jing)中能(neng)夠動態的(de)捕獲并(bing)提取隨機的(de)微小能(neng)量(liang)，實現(xian)最大的(de)轉換效(xiao)率，并(bing)有(you)序地存儲和管理(li)輸(shu)出，讓能(neng)量(liang)采集(ji)本身變為有(you)序電源，所以(yi)才使得這種(zhong)微弱能(neng)源管理(li)技(ji)術(shu)為無源物聯網具備實用性奠(dian)定了基(ji)礎。「飛(fei)英思特(te)」也正是沿著無源物聯網這一核心技(ji)術(shu)方(fang)向在不斷完(wan)善自己的(de)產品。”
今年10月，「飛英思特」發布了國內首款環境微能管理模組星云系列—REVOMINDS?FEH610微光能管理模組與REVOMINDS?FEH710 TEG熱電型管理模組。該系列模組(zu)(zu)可適配(pei)各種(zhong)能量來源，包括太陽能(Photovoltaic)、壓電(dian)(Piezoelectric)、熱能(Thermoelectric)和無線射頻(RF)。 利用(yong)(yong)該模組(zu)(zu)收(shou)集(ji)的(de)能量，工(gong)程(cheng)師可采(cai)用(yong)(yong)低(di)功耗技術，最終(zhong)實現設備能源的(de)自(zi)我供給，徹底(di)擺脫物聯網應用(yong)(yong)大規模部署受限于電(dian)池和布線的(de)窘境。
用于能量收集的電源管理
IC往往需要大量的外部硬件工程來確定如何調節能量收集換能器的輸入、IC保護等。「飛英思特」的微能管理模塊已將大部分上述開發工程集成到模組中，未來用戶開發無源產品就像選電池一樣簡單，只需將換能器(如光伏電池)插入能量收集模組/芯片，再將后端電路連接到輸出即可。整個過程無需過多的工程研發，即可快速實現無源產品的原型設計。
「飛英思特」星云系列模組的發布也意味著國內在無源物聯網道路上實現了從0到1的突破，在這一塊上擁有了完整獨立的自主知識產權。據了解，飛英思特已利用該模組實現技術產品化的驗證，成功開發出了多種類別的無源產品，并且已開始廣泛應用在了智慧家居、電力運維、能源管理、資產管理(工廠資產、交通道路資產等)、智慧農業等多種領域。
賦能合作伙伴，打造無源生態
據鄒珂博士介紹， “將核心技術濃縮為模組形態是無源技術商業化的第一步，為了幫助更多用戶快速敏捷地開發更具市場競爭力的無源產品。飛英思特計劃于2022年實現模組的芯片化，目前微能管理芯片已經全部完成設計工作，并正式進入了流片階段，我們預計2022年上半年推出芯片，彼時模組和芯片這兩個系列產品將會更好地滿足客戶的要求。
早期我們在實際應用中遇到了很多難題，從第一款無源產品推出到現在，我們花了3年時間來總結積累應用過程中的工程經驗，推出的模組/芯片與國外同類產品相比適配性將更強，性能將更優異，商業應用價值也更大。作為無源物聯網的服務企業，我們希望同更多領域的用戶，推出低成本、可快速部署、免維護的無源化解決方案，共同打造無源物聯網生態，最終實現真正意義上的萬物互聯”。
無源技術在哪些行業實現供電革命?
無(wu)源技術(shu)行業應用(yong)的(de)(de)想(xiang)象(xiang)空(kong)間是巨大的(de)(de)，幾乎涉及到物聯網的(de)(de)所有行業。例(li)如未來在能(neng)(neng)(neng)源行業的(de)(de)智能(neng)(neng)(neng)水(shui)表、智能(neng)(neng)(neng)氣表、智能(neng)(neng)(neng)電表等產(chan)品可通過搭載無(wu)源模(mo)組(zu)，實現(xian)無(wu)源化監測及數據回(hui)傳(chuan)，具(ju)備成本低、部(bu)署快、免(mian)維護(hu)的(de)(de)特點。
物流行業(ye)的(de)集裝箱、快遞包裹等(deng)產品通(tong)過(guo)搭載無(wu)源微(wei)型傳感器(qi)，可以感知(zhi)一系列物理和環境數(shu)據,并將信息傳輸至網關(guan)、手機或支(zhi)持低功耗(hao)藍(lan)牙(BLE)的(de)設備上,供管理平(ping)臺參考使用(yong)。
環保領域未(wei)來(lai)也(ye)可(ke)以(yi)利用(yong)該技術，開(kai)發氣(qi)體傳(chuan)感器、液體傳(chuan)感器等各類用(yong)于環境(jing)監測的(de)無源設備，相對(dui)現(xian)有老(lao)化設備可(ke)以(yi)做到(dao)快速、低成本(ben)迭(die)代，同時極大降低人力(li)維(wei)護(hu)成本(ben)，而在更多人力(li)難(nan)以(yi)到(dao)達或設備難(nan)以(yi)部(bu)署的(de)位(wei)置進(jin)行(xing)(xing)數據采集也(ye)將不(bu)再是行(xing)(xing)業(ye)難(nan)題。
據了解，隨著對行業邊界的不斷拓展，在物流、森林防火、地質災害監測、能源監測、智能家居等(deng)多個(ge)領域的頭部(bu)企業已經注意(yi)到(dao)這個(ge)技(ji)術，飛(fei)英思特將(jiang)以(yi)無源技(ji)術為各個(ge)行業在(zai)數字化轉(zhuan)型和智能升級過程(cheng)中賦能。
結語
目前(qian)，無(wu)源物(wu)聯網的(de)(de)熱潮已然(ran)掀起，面(mian)對一個如(ru)此(ci)巨大的(de)(de)藍海市場(chang)，行業(ye)必將迎來一個百(bai)家(jia)爭鳴(ming)的(de)(de)階段。可以預見的(de)(de)是，隨著(zhu)技術的(de)(de)不斷成熟與商業(ye)化落地，產業(ye)間的(de)(de)各(ge)種標準終將統一。而(er)類(lei)似飛英思特(te)科技這(zhe)樣(yang)的(de)(de)業(ye)界明星企業(ye)，將會在這(zhe)場(chang)無(wu)源物(wu)聯網的(de)(de)發展進(jin)程之中擔任(ren)什么(me)樣(yang)的(de)(de)角色，非常(chang)值得我們(men)期待。
