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HaiLa超低功率射頻技術 實現無電池Wi-Fi物聯網通訊

內含HaiLa超低功率射頻技術的感測器。HaiLa Technologies

我們生活在一個擁有無處不在的感測器和連接設備的互聯世界中,這些設備通常由電池供電,這使得在為物聯網(IoT)設備選擇合適的無線通訊技術時,功耗成為首要關注點。

總部位於加拿大的HaiLa Technologies是一家超低功耗射頻技術的解決方案供應商,其創辦人兼資訊長Charlotte Savage回憶她在一家為外科醫生創建無線植入式壓力感測器的醫療技術公司的經歷。

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HaiLa Technologies創辦人兼資訊長Charlotte Savage。HaiLa Technologies

當時,藍牙經常被采用於低功耗通訊。令Savage感到失望的是,該設備所需的電池是壓力感測器大小的10倍以上。大多數無線感測器的電池是一次性使用的,不能充電或重復使用。從那時起,她一直致力於顛覆那些需要高效的低功率無線解決方案的感測器的技術。

憑借技術的革命性潛力,HaiLa Technologies被評為2019年諾基亞(Nokia)公開挑戰賽的冠軍,並獲得10萬歐元的獎金。到目前為止,HaiLa已經籌集了370萬美元,由Chrysalix領頭,投資者來自史丹福大學、專門投資潔淨技術的創投Ecofuel、和專注於投資深層技術公司的TandemLaunch。最近,HaiLa還獲得了另一筆230萬美元的資助,現正進行A系列的融資。

源自於Wi-Fi的顛覆性射頻技術

Wi-Fi是消費者室內通訊中最流行的無線通訊協議。其優點是Wi-Fi的基礎設施或設備成本很低,部署也很容易。然而,耗電量仍然相當高。為解決這個缺點,HaiLa不是像標準無線電協議那樣在無線設備上創建信號,而是利用環境中已有的信號,並在其上搭接,為該感測器創建一個數據路徑。

透過回收環境信號,傳感通訊晶片的功耗大大降低。最近的功率研究發現,HaiLa解決方案將紐扣電池的電池壽命延長到90年以上。目標是降低射頻通訊的功耗,使能量收集可以有效地作為應用中的唯一電源。當與目前市場上功耗最低的Wi-Fi晶片進行比較時,在CR 2032上可提供263天的電池壽命。

「我們用同樣的數據率、同樣的變量進行比較,HaiLa得到了11.7年的電池壽命」,Savage說。HaiLa的短期願景是創造一個超低功耗的Wi-Fi通訊晶片,電池持續感測器的壽命,使Wi-Fi變成一個永續的IoT解決方案;長期願景是將我們的通訊技術與能量采集相結合,實現無電池通訊和感應。

HaiLa隨著IoT環境裡的永續技術的繼續成長,如Wi-Fi。希望802.11ba(喚醒無線電操作)得到廣泛實施,這將使下行鏈路協議更容易實現和更有效率。此外,IEEE 802.11be(Wi-Fi 7)正在提出接入點之間的PHY和MAC層協調。可以利用這一特點,為其標簽提供相當多的功率,以大大改善涵蓋範圍,並實現無電池操作。

適用於所有類型的物聯網Wi-Fi感測器

消費電子和IoT設備需要低於200 kbps的通訊速度,如溫度、濕度、壓力、佔用率、遠程控製和安全感測器,被認為立即適合該技術。這些感測器目前需要定期更換電池。Savage說,透過使用不須任何協議的HaiLa解決方案,只要利用現有的基礎設施,不需要任何額外的專有閘道器或集線器,這些IoT設備即可以在不需要維護的情況下運行。

「我們收到來自許多不同產業的請求」。Savage說,根據該產業投資報酬率因素來分析,看到大樓和工業自動化領域的真正需求,正在積極尋找像HaiLa技術這樣的非常省電的無線解決方案。

HaiLa剛剛在2021年第2季度晶片首次成功投片,該晶片被安裝在其參考設計板上,目前的開發套件中成功運行,並帶有溫度、濕度和壓力感測器。目前晶片包含解決方案的射頻模擬部分,計劃接下來整合數位部分保留在FPGA上,以建立最佳的電源效率。

Savage指出,HaiLa願意與無線設備製造商、系統集成商、投資者和半導體製造商等潛在合作夥伴合作。「台灣的半導體產業是世界上最強大的,感謝有機會分享我們在超低功率射頻通訊領域的經驗、知識和熱情」。

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