在談到未來的智慧城市時，人們可以將所有可以想到的元素總結為一個關鍵詞，即連通性。 無論是無人駕駛的宇宙飛船出租車還是完全自動運行的摩天大樓，使城市更加智能的進步都得到了信息、技術接口和基礎設施互聯網絡的支持。

幾個世紀以來，人類一直在努力建設一個能夠更好地響應居民需求，從安全、便利、居住條件等關鍵方面提高居民生活質量的城市。隨著世界進入第四次工業革命，擁抱數字和物理環境的融合，這一目標越來越接近。

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第一步是建立數字接口，啟用高速互聯網并安裝物聯網 (IoT) 設備，以收集和利用居民日常生活中的響應數據。截至 2021 年 3 月，全球有超過 100 億個活躍的物聯網設備，而且這個數字還在快速增長。隨著城市實施更多智能設備和支持物聯網的基礎設施組件，電力需求將是巨大的，提供穩定的電力至關重要。

物聯網設備供電的挑戰

物聯網設備通常包含三個需要電力的主要單元。總能耗因每個單元的集體需求而異，其中包括用于數據收集的傳感器或用于執行任務的執行器、處理單元和支持不同網絡之間數據交換的機器對機器 (M2M) 通信單元。最后一個通常是最大的變量，因為如果設備參與活躍的數據交換任務，這個單元會導致大量的能源使用。特別是對于智慧城市物聯網設備，該單元通常 24小時全天候運行，在中央智能網絡和本地設施(例如智能公用事業儀表)之間交換大量實時數據。連接到建筑物的儀表還連接到智能能源網絡，以共享水電的實時使用情況，因此公用事業公司可以更好地監控能源消耗。許多物聯網和工業 4.0 應用使用 3V 紐扣電池作為電源，因為它成本更低并提供穩定的電源，但電池的缺點也很明顯。

電池的使用壽命有限，需要不斷更換或充電，這會耗費難以想象的人力和財力，尤其是當設備位于危險區域且訪問受限時。另一個缺點是隨著電池需求和使用量的增長，不可避免地會出現環境不可持續性。這兩個缺點都會在很大程度上阻礙智慧城市的成熟。因此，在這個過渡階段找到替代的供電解決方案至關重要。關于供電的話題也應該超越建造傳統的公共充電插座或制造壽命更長的電池，而是深入探討供電技術之間的真正創新。

為什么我們需要 Qi 充電的替代方案

無線供電對市場來說并不是一個陌生的概念。該術語經常出現在接觸式無線充電板、水桶和其他消費電子產品的廣告中。然而，目前市場上可用的大多數設備和技術，如Qi充電(最常見的無線充電協議)，都使用了磁感應技術，該技術在業界已經存在了近60年。它通過設備和發射器中的兩個內置充電線圈起作用。盡管作為最常用的無線充電協議，感應充電的局限性很明顯：距離。設備和發射器之間的距離需要在幾厘米以內才能實現感應充電。

看看一些新興的無線供電技術，其中一項突出的創新是智能射頻 (RF) 透鏡，這是一種無需使用任何電線或物理感應墊而在兩個目標點之間傳輸電力的技術。通過使用毫米波 (mmWave) 通過空氣傳輸電力，這種射頻透鏡技術可以將電力幾乎與通過電線一樣快地從多英尺遠的地方同時傳輸到多個設備，實現真正的空中 (OTA) 供電。

盡管理想的解決方案仍在開發中并且尚未在市場上銷售，但無線充電領域的進展描繪了一幅充滿希望的藍圖。未來的智慧城市需要一個數字生態系統，它可以提供可持續的電源來支持數字接口和技術硬件更新。世界仍在發現未來的可能性，對權力科學的探索應該是一個持續的議程。