物联网感知器及无线充电在学界的研究成果

台湾大学电机工程学系教授毛绍纲。

本次论坛除了讲述当前无线充电的技术标准，以及即将量产化的商品模块，在前端的技术开发，邀请台湾大学电机工程学系教授毛绍纲，分享物联网感知器与无线充电技术研发成果。

毛绍纲指出，本次论坛谈及「物联网感知器」，目前探讨无线充电技术，切入方向可分为「短距离」跟「长距离」，短距离即是利用磁共振、磁感应的技术。当超过数十米距离要做无线充电，则需要用到长距离应用，技术面就要从电磁波的传递概念切入，才能了解线上离无线充电范畴。

目前无线充电的应用方案，往往受限于金属物件因无线充电造成的温度问题，手机要做无线充电，还要另外购买手机壳(内建电线圈Coil)再放在充电板上充电，对使用者经验而言，造成不方便、不美观因而让市场需求低迷。

因此毛绍纲的研究团队思考，能否运用手机现有的收发装置做充电，不要透过线圈就能对手机、传感器等设备，做到无线收发装置充电功能？例如当前业界多采用线圈这类导磁性材料，在价格、厚度、频率偏移、承受功率等议题都有不确定性因素，如果不用导磁性材料，能否有其他解决方案？

针对元件跟天线(Antenna)设计成果，毛绍纲展示研究团队做出2G/5G ASM for WLAN 802.11 a/b/g/n设计，整个IC整合放大器、开关、匹配网络及滤波器(Filter)等组件封装中实现。

另一个研发成果是在手机内装载SP10T Antenna Switch Module，利用类似SOI制程完成电路结构。不论是感知器、物联网或无线充电，充电效率、电池持久度议题，主要关注在功率放大器(Power Amplifier)设计。以iPhone手机为例，拆开主板会发现有6？7颗的放大器等模块元件，但要整合这些元件在省电、尺寸、成本上有一定门槛，因此毛绍纲的团队研发出一款Multiband Multimode Power Amplifier方案解决过去问题。

除此之外，毛绍纲进一步谈到V2X 通讯(Communication)的IoT传感器，最具代表性产物就是Tesla电动车(Tesla Motors)，毛绍纲指出Tesla电动车的设计概念，其实就是装着四轮车的平板电脑。不能再用传统汽车厂商的思维了解背后设计的技术层面，而必须用消费性电子观念来思考，例如在动力设计是用2,000~3,000千颗18650锂电池做串？并联，透过微控制器(MCU)方式，做电力管理IC处理，把动力跟平衡调整到极致。所以车内只有平板取代过去旋钮，相关自动驾驶、传感功能遍布在车子周围，相关模块嵌入到车体内，做到专用短距离通讯(Dedicated Short Range Communication；DSRC)技术标准的品质量测。

最后，在Detection Sensor研究议题上，毛绍纲介绍目前实验团队对传感器的研发现况，例如Motion Sensor，一旦使用者离开房间，内部电力系统会自动关闭。另外Velocity and Range Detection Sensor使用更广泛，在汽车、测速雷达、液面侦测雷达等等都能应用。毛绍纲把研究成果透过影片展示，V2X观念的系统转化为实际的「万物联网智能车」。相关装置包含Wi-Fi、蓝牙、RFID相关应用做到自动跟随功能，电路设计包含单刀开关、周围相关天线、驱动马达等控制器，其天线装置在车体前后左右四面，这个设备可应用到智能家庭、智能工厂、智能城市等领域。

「万物联网智能车」可以跟手机连线，开启自动跟随功能、自动侦测手机往哪个方向智能车会自动转弯。而货架上商品信号透过Wi-Fi或蓝牙形式传送到货车上的装置，相关物品放到车上，车体RFID会侦测到品项，再把信息传送到购买者的手机。除了知道买了多少物件，结帐也不用把每一样东西拿出来，透过RFID扫描各种产品售价、营养成分热量等数据，自动传到使用者手机。如果这个实验商品化，绝对能颠覆未来零售采购模式。