在地中同时解决“电力”供给和“数据通信”……开发了跨时代智慧农场的革新技术

win 토토사이트电气生体工学部生物医学工学专业李炳勋教授研究团队表示,他们开发了即使在电波难以穿透的地下环境中,也能让多台IoT(物联网)设备无需更换电池即可永久运行的一种创新性的无线电力与数据传输系统。

在现有智慧农业或地下设施管理现场,由于土壤或混凝土会阻断无线信号(RF),设备运行一直面临很大困难。为了更换地下传感器的电池,往往需要反复挖土,或建设有线网络等,高昂的维护成本成为商业化的阻碍因素。

为了解决这一问题,李炳勋教授团队引入了“磁感应(Magnetic Induction)多米诺结构”。其方式是将线圈按一定间距排列,使电力与数据即便在无线阴影区也能像踩着跳石过河一样被远距离传递。

尤其是,研究团队世界首次构思出了“负载-谐振器交叉布置(LRI:Load-Resonator Interleaved)”技术。现有技术在向多台设备供电的同时接收数据时,会因信号干扰而导致通信中断这一顽固问题。研究团队通过能够独立控制电力与数据移动路径的自有技术解决了该问题,并在真实土壤环境的实证实验中确认了在最远77cm的距离上,多台传感器仍能够稳定运行。

此外,该技术能够构建“免维护(Free)”基础设施,因此其影响力巨大。只要在地面进行无线供电,地下传感器即可半永久运行并实时传输数据,有望为大面积农场或地中设施管理带来革命性变化。同时,该技术也极有可能扩展到如电波难以穿透且电池更换困难的体内植入式医疗器械、脑科学研究等生物医学领域。

win 토토사이트李炳勋教授团队开发的“地中无线电力·数据传输系统”概念图
汉阳大学李炳勋教授团队开发的“地中无线电力·数据传输系统”概念图

李炳勋教授强调道:“此次研究在简化系统结构的同时,也实现了电力供给与数据通信‘两手抓’,因此具有学术与产业层面的意义。未来这项技术不仅可用于智慧农场,还有望成为可应用于水下生态监测、体内植入式设备的无线充电等人力难以触及的各类极限环境的原始技术。”

此次研究在韩国工业技术振兴院的产业技术创新事业(RS-2022-00154983,为了低功耗传感器与驱动的自立型电源传感器平台开发)、科学技术信息通信部的人工智能半导体高端人才培养事业(IITP-(2026)-RS-2023-00253914)以及脑科学先导融合技术开发事业(RS-2024-00398460)的支持下进行。

该论文《Load-Utilized Constant Voltage Wireless Power and Data Transfer System for Multiple IoT Devices in RF-Challenging Environments》因被认可为能够解决智慧农场、地中电力隧道监测等极限环境通信难题的关键技术,于2025年12月在线刊登于产业信息学领域的世界权威期刊《IEEE Transactions on Industrial Informatics》。

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