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充电的革命：无线充电原理及前景天极网硬件频道 06:00
　　无线充电原理
　　无线充电是指内置的设备、装置，透过无线感应的方式取得电力而进行充电。无线充电技术，源于无线电力输送技术，其工作原理利用的是法拉第电磁感应，当电流通过线圈之后，便会产生出磁场;而产生的磁场又会形成电压，有了电压之后便会产生电流，有了电流便可以充电。
　　实现无线充电主要通过以下三种方式：电磁感应，无线电波，电磁共振
　　目前最为常见的无线充电解决方案是：电磁感应，通过初级和次级线圈感应产生电流，从而将能量从传输段转移到接收端，该解决方案提供商包括英国Splashpower、美国WildCharge和Fulton Innovation等公司。基于电磁感应原理的无线充电技术产业化发展最为成熟。电磁感应式无线充电系统中有三大核心技术：谐振控制、高效能功率传输以及数据传输。几个关键技术问题直到近年才有解决方案，且解决方案还在不断的演进中。
　　电磁感应式无线充电
　　电磁感应式无线充电技术已经量产且经过安全与市场验证，在生产成本上电磁感应式技术的产品低于其它技术，未来几年内，在消费类电子产品领域中该类产品将呈倍数成长。作为新技术的初级阶段，电磁感应的缺点非常明显，就是距离太短。随着距离的增加，充电过程中的电能损耗将变得非常大。
　　无线电波式无线充电
　　无线电波也叫电磁波，是人们非常熟悉的东西，我们现在的广播、等现代通信技术都采用无线电波技术作为基础，它同时能传输电能，特别是微波，通过硅整流二极管将微波转换成电能，转化效率能达到 95% 。
　　无线电波式无线充电是另一个发展较为成熟的技术，其基本原理类似于早期使用的矿石。该领域的代表公司Powercast表示，其最终研制的微型高效接收电路，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。
　　无线电波目前的技术仍然无法实现长距离有效传输，当电磁波能量越集中时，方向性才能够保证，像激光在空间传输要受到空气和尘埃的折射，导致能量转移率极低。
　　电磁共振式无线充电
　　电磁共振是一种尚在研究中的技术。共振是一种非常高效的传输能量方式,两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。
　　我们小时候都知道这样一个故事，高音歌唱家的音高到达某种频率时，会震碎玻璃杯，这就是共振时的无线能量传输作用.而它的关键在于“共振”。这种非辐射电磁场的范围比较有限，目前也只在短距离内采用，不适合长距离传输电能。但在距离几米的范围效果还可以。
　　无线充电价值和意义
　　电是人类近几个世纪来最伟大的发现之一。电的发现和，让人类社会进入了一个高速发展的时代，但人对电的掌握可能微不足道，下一个阶段人类还需要运用技术来实现对电的存储和无线传输。
　　来到现代，电子产品更是彻底改变了我们的传统生活。21世纪的今天，琳琅满目的电子产品，使我们应接不暇，各种各样的功能让我们的生活更加丰富多彩。在这个日新月异的年代，电子产品有着不可替代的地位。我们沟通、谈生意、学习，甚至于日常生活都离不开它的帮助。电子产品的计算能力进化速度已经将技术远远的甩开，续航时间成为了电子产品的真正短板。处理器制程的更新所降低的功耗，不过是将从 3 小时延长到 3.5 小时，而提高电池容量本质上是一种堆料的做法，这两方面的努力都难称革命。而无线充电技术的意义在于激发了我们另一个方向的想象。
　　我们为什么一定要用降低功耗和提高电池容量的方法来提升续航时间呢？我们对于电能的使用应该像 WiFi 一样，随时随地的使用，不必担心电量不足找不到充电的地方，这类电子产品应该是永不断电的，我们只需要支付一定费用，就可以在任何地方给我们的设备充电，或许我们可以憧憬一下几年之后，电力运营商正在为了争夺用户而推出一系列低价的无线充电套餐。
　　现在智能移动设备的功能越来越强大，但配备的电池似乎还是无法满足长时间的使用。当我们在为移动终端进行充电时，是不是在为找不到线而烦恼，又或是由于电源线打结搅在一起而抓狂呢？面对日益增多的各种线、PC线或线间相互缠绕的遄矗尴叱涞缂际醯闹鸾コ墒旌涂焖俜⒄梗颐谴戳饲崴晌尴叩谋憬萦τ谩６杂谝丫峋朊刻煊昧酉吒罅康缱硬烦涞绲南颜叨裕钊诵牢康氖牵衷谖颐侵沼谟邪谕蚜酉呤康姆绞搅耍梢匝≡窠形尴叱涞纭Ｋ淙荒壳暗奈尴叱涞缂际跤幸欢ǖ木窒蓿乖诔中晟浦校眉际醯姆⒄骨熬盎故欠浅Ｖ档梦颐瞧诖
　　无线充电将大大改善我们的生活。无线充电技术得到推广后，人们只需要一个充电器就可以给所有的设备都进行充电。而且，随着这项技术的不断推广，无线充电发射器可以在我们生活、居住、工作的每个地方很便利地找到，甚至可以在汽车、飞机上、宾馆里、办公地点安置充电发射器，这意味着人们不用再随身携带任何电线，即可随时随地为自己的电器进行充电。在今年年末或明年年初，无线充电接收器会充分“瘦身”，成为手机产品中内置的无线充电接收芯片，只有指甲盖那么大。目前很多国际知名手机厂商都很支持这一技术，无线充电器也有可能会与手机一起捆绑进行销售。我们相信，在不远的几年内无线充电技术将最终走向普通家庭，并给我们的日常生活带来便利。
　　无线充电发展趋势
　　为了消费者的安全以及他们的便利性考虑，相关科研人员先提供了近磁场无线充电技术(即需放在发射器旁边)，同时，他们也在研究远距离无线充电，这将是一个新兴市场。实际上现在的技术就可以达到3英尺～4英尺的范围内进行有效的电量传输，但这还需要经过相关组织的验证。相信未来5到10年，甚至更快，远距离无线充电就会进入每一个人的生活中。
　　未来，不仅是小功率电器，常见的家用电器设备、医疗设备、电动工具、办公室电器、厨房电器等都可以实现无线充电了。其实准确的说，应该叫“无线供电”，也就是一边传输一边使用电能，不需要任何类似于的电量存储设备，更不需要提前充电了。到那时，电线、插线板、电池都可以消失了，你甚至感受不到电的存在，它就像空气一样，让你觉得手到擒来。
　　在和其他移动设备让人类脱离了各种电线光缆的困扰之后，汽车将成为下一个被无线技术“解放”的领域。未来几年，一种无线充电技术将在我们的生活中普及并逐渐取代各种各样数码产品的充电器，它甚至可以为你的电动汽车在街头充电。无线充电设备将进入越来越多的领域，包括手机、便携媒体播放器、和移动PC。而且这种成功以后将从便携式电子产品扩大到电动汽车充电中，在街头设置公用“充电点”，可以为便携数码设备以及电动汽车用户实现更方便地24小时全天候充电服务。除此之外无线充电器更精巧设计可节省耗能。虽然无线充电设备的效能接收在70%左右，和有线充电设备相等，但是它的标准具备电满自动关闭功能，避免了不必要的能耗。而且这个效能接收率在不断提高，很快将能达到92%。
　　无线充电技术成为彻底摆脱高容量高性能电池研发瓶颈的关键技术，其发展步骤表现在：从最初消费类产品的支持，到家用电器，最终到无线充电汽车，无线充电技术最终实现大型移动设备如电动汽车的小电池设计甚至于无电池设计方案，让电能成为二十一世纪真正的最广泛使用绿色能源。
　　无线充电对手机、、等电子产品而言，只是个锦上添花的新功能，但对电动车产业，却有可能是启动整个市场的关键。电动汽车无线充电没有外露的连接器，彻底避免漏电、跑电等安全隐患。采用无线充电，可以将和变压器隐蔽在地下，让汽车在停车处或街边特殊的充电点充电。
　　众多电动车厂商都在积极探索这项技术商用的可能。比亚迪早在 2005 年 12 月就申请了非接触感应式充电器专利。德国、日本等国也十分积极。在德国慕尼黑，早就开始进行家用无线充电的。日本丰桥技术科学大学在研究能够透过 20 厘米厚的混凝土砖块将电力传输给汽车的道路充电装置。研究下一代无线充电技术的两家公司 witricity 和富尔顿科技(Fulton Technologies)都赢得了不少主流电动厂商合作伙伴。
　　witricity 公司研发了能够隔空充电的电动汽车充电器。那是个放置在车库地上的半米宽的板子―从上面开过去，汽车就开始充电了。Witricity 与许多公司一起合作，把这项技术推向市场。许多汽车制造商对他们的技术感兴趣，如奥迪、丰田等。它与 Toyota 签订了价值数百万的合同来开发靠电池供电的汽车充电器，并宣布与台湾的电子产品制造商联发科技(Mediatek)合作来开发为可移动设备充电的产品。
　　另一家新创公司富尔顿科技公司的技术可以穿透几厘米厚的大理石或车库地板给电动车无线充电。
　　这些技术都比现在已有的感应充电更实用―现在已有的技术能够让你在自家车库为汽车无线充电，但你必须刚好停在特定的位置上，与充电线圈校准。
　　目前，阻碍无线感应式充电技术大规模运用的瓶颈主要是对于辐射的担忧，因为无线充电会产生强大的磁场。当人或动物位于电动车和充电装置之间时，有可能带来电磁伤害。所以确保无线充电系统的安全性也是一个关节点，在这方面，各家公司还需要大量的测试和改进相关技术。
　　无线充电市场前景
　　今年的诺基亚纽约发布会上，诺基亚向我们展示了回家以后随手把放上充电垫边充电边听音乐的场景。Lumia920 内置了无线充电接收器，不久的将来，在美国本土的香啡缤店面和伦敦希思罗机场都将有无线充电器可用。
　　无线充电已从梦想步入现实，从概念变成了商品，未来几年将在手机、PC、、电动汽车等领域引领新风尚的趋势。无线充电技术具有非常广阔的市场前景。
　　根据对北美和欧洲市场需求调查报告显示，北美与欧洲市场对无线充电产品表现出极大的兴趣，81%的消费者希望多样的电子产品可以同时充电。这种需求刺激了无线充电产品市场的快速发展。早在几年前，无线充电产品已经进入市场，较为大家所熟知的便是iPhone无线充电器，在日本售卖已经有一年多时间了，其中包括日立麦克赛尔已经推出的符合WPC标准的iPhone系列产品。另外日本NTT DoCoMo公司早在CEATEC2010展会上推出了无线充电手机，并希望在2014年以前该公司推出的所有手机都具备无线充电功能。除了日本厂商以外，目前HTC、摩托罗拉、LG的上市产品中有的也已具备无线充电功能。有分析师预测，年将是无线充电器市场的真正拐点，尽管目前无线充电器市场主要集中在日本和欧美地区，但随着的增多以及设备功能多样化需求，它的市占率将得到大幅提升。根据市场研究机构Marketsand Markets的一份报告，全球无线充电市场将在未来五年内获得井喷式增长，到2017年将形成超过70亿美元的市场，而在2011年这一数字仅仅只有4.57亿美元，年复合增长率预计为57.6%。
　　无线充电技术备受国际知名手机厂商的重视，未来无线充电器将在手机行业率先进行大力推广，并有可能会与手机一起捆绑进行销售。除了手机行业以外，目前在开发的无线充电市场还包括家具行业、电信行业、汽车行业、玩具行业、消费电子领域。根据市场调研公司iSuppli的数据显示，无线充电设备市场在2013年将达到140亿美元的规模。
　　无线充电带来的效益不仅仅是单个无线充电器市场的发展，而是无线充电平台的打造，即公共移动设备充电站将有可能成为现实，它可以让你在飞机场、麦当劳、咖啡厅等公共场所随时随地进行充电。或许有一天，在没有连接的情况下，无线充电器不但能给设备充电，还可以实现同步数据和资料传送功能。而目前的无线充电主要还是接触式充电，未来还可能是隔空充电，但要实现这些功能，首先要解决的便是充电效率低的问题，而这还需要一段时间。
　　中国是世界最大的无线移动通讯市场，对于便捷、易用、互通、兼容的无线充电产品的需求将呈几何级别增长。无线充电行业发展的巨大潜力，也能促进中国企业积极参与和研究这一市场，有效地提升企业的产品宽度和竞争能力。中国有强劲的国内消费市场和份额巨大的海外出口，预计中国市场的无线充电技术发展应会很快。如今与此相关的各项核心技术，鲁恩科技已经全面解决，可以提供整套PCBA及软件，为成品厂商提供与国际巨头同台竞技的强大技术支持。
　　【上海鲁恩电子科技有限公司是由一帮来自于MOTO、飞思卡尔、索尼、华为、中兴、盛大、OPPO等知名厂商的资深硬件开发工程师、底层驱动程序工程师组建的技术研发方案公司;凭借着多年对数码产品的深刻理解，深厚的技术底蕴及对技术近乎偏执的狂热，上海鲁恩电子科技有限公司致力于移动互联数码产品周边设备方案及产品开发。】（作者：佚名责任编辑：曾珊）
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无线充电器技术及原理简介
无线充电器技术原理简介 无线充电技术利用了电磁波感应原理， 及相关的交流感应技术， 在发送和接收端用相应 的线圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术， 用户只需要将充电设 备放在一个“平板”上即可进行充电，这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上，但是 当时无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图 2 所示 最初由英国一家公司发明了一种新型无线充电器， 它看上去就像一块塑料鼠标垫， 这个 “鼠标垫”里装有密集的小型线圈阵列，可产生磁场，将能量传输给装有专用接收线圈的电子 设备，进行充电。接收线圈由磁性合金绕以电线制成，大小和形状都与口香糖相似，可以很 方便地贴在电子设备上。将手机等放在垫上就能充电，并能同时给多个设备充电。 无线充电技术此前已经出现， 但这项新发明更为方便实用。 手机等设备只要贴上接收线 圈，放置在“鼠标垫”上的任一位置都可充电，不像以前的一些技术那样需要精确定位。几个 设备同时放在垫子上，可以同时进行充电。充电器产生的磁场很弱，能够给设备充电但不会 影响附近的信用卡、录像带等利用磁性记录数据的物品。电磁感应无线输电技术(无线充电技术) 电磁感应无线输电技术已经在诸如电动牙刷等小功率产品上获得了应用,但更大功率的 传输目前还不现实。Intel 日前则在会场上演示了无线公供电驱动一枚 60W 电灯泡。该项研 究是由 Intel 西雅图实验室的 Joshua R. Smith 领导的,部分技术基于麻省理工学院物理学家 Marin Soljacic 的研究。可以在一米距离内无线给 60W 灯泡提供电力,效率高达 75%。Intel 首席技术官 Justin Rattner 表示,未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或 PDA 等电器放在桌上就能够立即供电。无线充电技术利用了电磁波感应原理， 及相关的交流感应技术， 在发送和接收端用相应的线 圈来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的的一项技术， 用户只需要将充电设备放 在一个“平板”上即可进行充电，这样的充电方式过去曾经出现在手表和剃须刀上，但是当时 无法针对大容量锂离子电池进行有效充电。无线充电器技术原理构图如图 2 所示 无线充电器的发展现状及前景展望 如果电磁学之父迈克尔?法拉第可以乘坐时光机来到 21 世纪， 毫无疑问他将对 iPhone 肃然起 敬。但当他连续五个小时使用触摸屏浏览网页、打电话、玩游戏，在利用卫星定位仪确认自 己所在方位后，他也会陷入难题：为什么，所有这些先进技术和交流方式，这样一个尖端产 品还是需要塞到充电器里去充电？如果移动设备可以利用空气中的信号打电话浏览网页， 那 电为什么不可以？很多消费者和手机制造商经常这样问自己――不过无论是新的还是早就 建立的技术公司都还没找到答案。 对于那些一直关注电子行业的观察家来说，无线充电器的承诺听起来十分得熟悉。2004 年 的时候，一家英国的技术公司 Splashpower 对电子消费公司的无线充电器表示了“非常强烈” 的兴趣。基于法拉第 19 世纪发现的电磁感应原理，这个公司的“Splashpad”包含了一个当电 流通过时可以制造磁场的线圈。 当带有同样线圈的移动设备靠近那个无线充电器， 之前的过 程就是倒转， 磁场就会为第二个线圈提供电流， 这样就可以做到无线为设备的电池进行充电。 不幸的是，虽然法拉第的电磁感应原理在测试的时候站得住脚，Splashpower 还没有――直 到去年宣布破产的时候都没有推出过一个产品。图 1 无线电充电器技术原理框图 由于操作建议而且规模容易控制， 电磁感应仍然是现在研究无线充电器公司的技术选择。 不 过，正如 Splashpower 发现的那样，理论是不能直接转化为赚钱的工具的。对于公司来说其 中一个主要的难题就是要说服制造商们将他们的组建做的与他们的设备一致。 不过后来他们 做了一些有意义的改进。 第一个是 2008 年成立的无线电协会， 这个协会致力于为无线充电感应建立一个统一的标准， 然后才能研制适配器。 （这个模型有点像是蓝牙，一种小范围的无线技术，现在很多手机都 有。 ）这个新协会的成员包括大的电子消费公司，例如飞利浦和三洋，也有芯片制造商，德 克萨斯仪器公司。 协会主席也是飞利浦标准化指挥官的 Menno Treffers 说全球标准是对无线充电器适配器唯一 最重要的要求。 飞利浦是少有的几家拥有无线充电设备业务的公司――比较著名的有， 电子 牙刷还有一些叫“亲密的双卡信息”。不过 Treffers 先生承认更多的合作需要保证各种不同的 设备，比如手机，笔记本电脑和数码相机，都可以共同使用同样的充电器。 以前充电无线设备供应商之间的强烈竞争也加速了无线充电器的研究。在今年的电子产品展览的明星，这个展览每年都会在拉斯维加斯举行，Pre，Palm 生产的先进的小巧的智能手机（如上 图） 。这个手机拥有标准技术的特征――触摸屏，无线上网，全球卫星定位系统，蓝牙和内 置摄像头――Pre 还有一个可供选择的充电设备，叫做触摸石，就是利用电磁感应原理无线 为设备充电。当设备放在垫块上，两个仪器就会通过内置感应器识别对方。垫块里面的磁铁 就会将手机与垫块吸附在一起然后进行充电。 Palm 并不是唯一一家在拉斯维加斯推出无线充电器的公司。Fulton 创新公司，无线电协会 的拎一个成员并且是 Splashpower 资产的买家，利用这次展览揭开了一系列的产品，这些产 品包括在开车的时候可以利用车内的安装的带有感应线圈的控制设备无线为移动设备充电。 （宝马公司说将会在韩国推出的 7 系车内就会有一个专门为三星手机设置的无线充电器） 而 Bosch 公司的经过改良的工具箱则展示了无线电充电器设备的潜力。 其他一些正在进行的家庭设备包括将充电器植到厨房的灶台里， 这样就可以无线使用搅拌器 和其他设备。Fulton 创新公司的 Bret Lewis 说他们公司的技术也可以用在工业设备上，或者 为电动汽车充电。 人们关注手机， 笔记本电脑和其他耗电产品虽然只是暂时的， 但他将 2009 年视为“ 无线年”。虽然这个看起来可能有点过于野心勃勃，不过现在发展的三分之一表明 将感应充电转化为商机可能并不遥远了。 2008 年 11 月的时候，德克萨斯仪器公司宣布与 Fulton 创新公司结合“来加速发展有效的无 线电解决方案”。为世界上很多领先的手机公司制造商提供手机组件德克萨斯仪器公司，正 在为支持 Fulton 创新公司发展的技术研究带有完整线路的产品， ，目的在于减少无线充电器 所需要的组件的花费和大小，并且让设备使用者用起来更简单，并尽快适应他们的产品。 “从一个半导体和电力管理观点来看， 我们正在做的无线充电器是一种自然的延伸。 ”Masoud Beheshti 说，他是德克萨斯仪器公司的电池充电主任。他预言，像蓝牙，无线充电器在逐渐 被广泛应用之前，将最先出现在高端设备上。 无线充电设备是基于电磁感应的思想主导着市场， 一些在短距离和长距离内交换电力的可供 选择的技术也在发展。总部在科罗拉多州的 WildCharge 已经开始销售一些无线充电设备。 这种设备是用比较便宜的不过很简易的方法， 就是将移动设备与一个特制的链接通过四个具 有传感性的金属钉来制造电流。 （如图） 。WildCharge 和该技术的持照人发展了一些可以替代流行电子设备的后备品，这些设备包括摩托罗拉的 RAZR 手机和 Nintendo Wii 电子游戏管理者和索尼游戏机 3。 即使这些设备过时 了， 这两个家伙都能建立与发射台建立直接的电子联系。 这个公司还发明了主意红黑莓智能 手机特别“皮肤”，这样他们也可以不需要充电器就给手机充电。虽然他们可能没有运用感应 的“wow”因素组合，这个连接避免了设备和垫块之间“握手”的需要，只需要在充电开始之前 利用特别的方式将设备和垫块连接在一起。 另一个系列的想法是长距离无线传输电力， 这个方法可以让我们连充电器都丢掉。 这个技术 就是利用从收发台发出的收音机电波和广播的能量，还有天线发出的能量，来制造电。利用 被动电的方法是从水晶收音机上发现的， 这个方法在很难换电池或者充电的地方的短距离实 验成功了。问题是长距离的通过强烈的电波来为手机和笔记本电脑充电可能对人体健康有 害，而且理论上很难实现。 然而一个总部设在宾夕法尼亚州匹兹堡的 Powercast 的公司，发明了一个可以在一边运行的 情况下一边做事情并且维持在安全的电力水平的无线电产品。在不超过 1.5 米的范围内，这 个技术可以用在低电压的灯光系统上； 而在超过 3 米的范围内， 电波可以为细流充电提供电 为电池重新充电；而在超过差不多 7.5 米的时候，就可以为无线传感网络充电了。公司称这 个产品可以提供的电量“在米以上毫瓦”，“在厘米以上瓦”。 虽然 PowerBeam 做了另外一个尝试，这个实验在硅谷开启。该技术利用激光从一个地方发 射到另外一个地方，不过这个办法有太多需要面对的困难。PowerBeam 说低的激光电力密 度和一些列的保护措施保证了人们可以在规则允许的情况下不受辐射。 有这么多的公司在为无线电而努力，还要有多久才能有答案？根据 Forrester 的顾问 Charles Golvin，需要考虑的其中一个重要的部分就是让制造商们放弃划算的产线经济。他说，很多 手机制造商们利用他们专用充电器来留住顾客， 于是人们更可能去买那些在他们家里或者在 办公室，车里已经有的充电器。这个可能会导致他们不愿意去使用常用的无线充电器标准。 不过 Colvin 先生认为强烈的建议可能会使无线业务需要更长的普及时间。 山顶和海槽 市场调查公司 Gartner 的 Stephan Ohr 认为对无线充电器的展望具有现实意义，不过广泛传 播的路途可能不像行业所预期的那么容易。为了流行起来新技术一般都会经过一个“期望过 大”的阶段，不过以没有获得关注告终。在通过了“沮丧的海槽”，在期望回到比较合理的水 平之后，才会被大众所接受。而谈到无线电充电器的时候，Ohr 先生认为大概需要 3 到 5 年 的时间。 不过现在比较重要的是什么时候，而不是是否，无线电充电器会成为主流。而如果真的到了 沮丧的海槽为他们自己寻找出路的时候， 或许他们可以从法拉第那里得到鼓励。 他注意到“没 有任何事情因为太奇妙而不能成真，如果他已经遵守了自然的法则。”甚至利用无线电充电 的 iPhone。 无线充电技术市场前景分析 Strategy Analytics 手机元器件技术服务发布最新研究报告“结合使用快速充电技术，无线充电市场规模潜力将翻四倍”。 报告指出， 两种新手机技术“无线充电”和“超级电容器”的兴起， 将有可能在改进手机充电体验上提供非常大的市场规模潜力。 如果结合使用这两种技术， 且 定价适宜的话， 到 2014 年，22%的售出手机将会采用无线快速充电解决方案。分析认为， Palm Pre 的无线充电解决方案价格太高，在没有结合使用超级电容器的情况下，为用户带 来的收益很小。结合使用超级电容器和无线充电技术，便能形成优质解决方案，以解决很多 手机用户都在经历的越来越严重的电池能源缺口问题。 Strategy Analytics 手机元器件技术服务总监， 本报告作者 Stuart Robinson 评论道： “Strategy Analytics 预测，无线充电解决方案的价格到 2014 年将下降至 15 美元左右；如果结合使用 超级电容器用以快速充电，将会大大提升无线充电的用户价值。” Strategy Analytics 战略技术副总裁 Stephen Entwistle 补充道：“超级电容器已经出现多年， 只是现在才被引进到手机中， 主要用于照相机闪光应用中， 其短时间内提供高功率的能力非 常理想。Strategy Analytics 认为，这项技术日臻成熟，正好成为无线充电器的补充技术。” 功率计与驻波表 天线系统的驻波比的大小对发射效率有很大影响， 驻波比过大就会有很大的功率被反射， 在 馈线中有往返传输，造成额外损耗，或者异常电压或者异常电流，是发射机不能正常工作甚 至损坏。 衡量反射大小的量称为反射系数，常用 γ 或 ρ 表示，为了讨论简单，我们假设负载阻抗 为纯电阻。反射系数定义为：反射电压波比入射电压波。参考图 1，ρ 还可定义为下式： ρ=(RL-RO)/(RL+RO) 其中，RO 为传输特性阻抗,RL 为负载阻抗。 当 RO=RL,则 ρ=0,称为匹配状态。 如果 RL 为开路或短路，则 ρ 分别等于+1 或-1,称为全反射。用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态，但测量其驻波比（SWR）更为简单 和直观。 我们知道，在匹配状态下，高频电磁能量全部流入负载，不存在反射。这时传输 线上的各个位置上的电压振幅不变，不存在驻波，称为行波状态。因而在失配时，由于有反 射波与入射波在传输线上互相叠加，使线上各点的振幅呈现有规律的起伏，称驻波状态，如 图 2 所示。驻波比定义为：SWR=U 最大/U 最小 ，SWR 与的关系为： SWR=(1+ρ)/(1-ρ) 当无反射时，SWR=1, 当全反射时，SWR=∞。 当 RO=50Ω 时，则 RL=100Ω 或 RL=50Ω 都会使 SWR=2,此时，ρ=1/3，相当于有 1/3 的 入射电压被反射回来。 测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等，但这些 仪器往往不适于在线连续测量天（天线）馈（馈线）系统。专用于测量天馈系统的仪器是驻 波表及功率计。下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。 驻波表是基于交流电桥的原理， 与常规电桥不同之处是： 驻波表是按被测传输系统的特 性阻抗值（例如 50Ω）而设计的；它可以读出入射功率和反射功率，可以串接在发射机与天 馈线之间而不必取下来。其基本原理如图 3 所示。交流互感器 T 为电桥的一个臂,C1 和 C2 组成的分压器为电桥的另一个臂。跨与 C2 上 的电压与传输线上的电压相同。如果所加负载等于电桥的设计电阻值，则 C2 及 R 上的电压 相等，相位相同，于是高频电压表指示为零(即 SWR=1)。这时，电桥满足了平衡条件。 由于分布参数影响设计的准确程度，常选 C1 或 C2 为可调电容。 当所接负载偏离电桥的设计阻抗时，电桥平衡条件会因 Z 的改变而被破坏,电表就产生 读数。这个读数和反射电压的绝对值有对应关系。 为了读取入射电压只需将互感器的次级反接。 如果电压表是按功率刻度， 则此表即可测 量入射和反射功率了。净功率为两种功率之差。测量 SWR 时首先置于入射功率测量状态， 调整表头的灵敏度使指针指向满度，然后置于测反向功率状态，则可在表上直读 SWR 值。 SWR=(入+反)/（入-反） 实际的 SWR 表有许多方式，常见的有三种：一种是利用磁环绕制成互感器的方式，即集总参数方式；第二种是用印刷电路板的微带线方式；还有一种是同轴线方式，后两种称为 分布参数方式。 磁环互感器式驻波表的实际制作： 图 4 是典型电路，虚线上部为取样部分，所有引线要求尽可能短，并且最好放在屏蔽盒 中。虚线下面为指示电路部分，这部分对有不同方式的 SWR 表没有大的区别，其结构可以 任意，甚至可以放在另外一个机壳中。这种表可以工作在 1.5~150MHz 范围,功率量程可以 设置为 10W、100W、1000W 等。制作要点： 互感器是一只内径约为 Φ8 的高频磁环，套在一小段同轴电缆之上，电缆的芯线直接焊 在同周电缆插座上，同轴线的外导体只起屏蔽和去耦作用，而不应流通高频电流，必须仅某 一端接地。 磁环上均匀的用 Φ0.6 漆包线绕 20 匝左右。 二极管必须采用锗高频管或正向压降极小的 热载流子二极管，如采用硅管将对低功率状态下小的 SWR 反应不灵敏。为了能够测量 SSB 时的峰值功率，电路中采用了 6.8μF 的滤波电容，此电容可在 5~10μF 间选用，但要求两支 电容容量相同。本表可以采用一直流表头用单刀双抛开关切换，也可以选用双表针表头。这 种表头有两个表心，一个指示正向功率一个指示反向功率，两只表头的交点可直接读出值 SWR，十分方便。 此实际电路与前述的原理电路完全一致的， 只不过利用二极管和表头组成的检波电路充当高频电压表，又利用高频扼流线圈 RFC 检波得到的直流电压引到表头一端，一方面将电 表电路与高频部分隔离， 避免了电表引线等分布参数对电桥的影响， 另一方面为二极管电流 提供正常的直流通路。同时，巧妙地设计了正反向测量共用一个互感器次级。 C4 上的直流电压，是 R 上的高频电压与 C4 上高频电压之和的检波结果，它反应了入 射电压的大小，从而可以在表头上读出入射功率。基于互感方式的 SWR 表有很多电路。 图 5 为一种互感器次级采用中心抽头（双线并绕）的电路，与图 4 区别之处在于二极管 检测的高频电压是 C2 上的电压与次级电压串联相加的结果。由于二极管仅有一端处于高频 电位，因此节约了两只高频扼流圈。图 6 是利用了一只高频电压互感器替代了电容分压器，其平衡条件为：N1/N2=R/Z。可 见，欲制作 50Ω 的 SWR 表，可采用两只相同绕法的互感器，并使 R=50Ω 即刻。本电路十 分简单，并且不需调整，常在商品收发讯机上采用。图 7 是它的变形。图 8 为图 7 的实际结构图，可供实际制作参考。此外尚有 3 支互感器的电路（如：日本 的 W520）如图 9。互感器方式由于受引线及磁环互感器特性的限制，因此在 VHF 频段以上几乎无例外的 采用匹配良好的微带线定向耦合器式电桥。这种 SWR 表十分简单，它的取样电路是在一小 段微带传输线的两侧各放置一条平行的短印刷线段，如图 10 所示。此种电路的中心线与两侧平行线间存在有分布参数的互感与电容， 其原理不能用集总参 数电路的分析方法来描述。 VD1 用来检测正向电压，VD2 用来检测反射电压。电桥对指定阻抗的平衡是靠端接匹 配假负载时调整 R2 值使反向表头指示为零的方法。然后将电桥反过来用同样方法调整 R1。 R1 与 R2 的数值在 50~170Ω 之间，取决于两条耦合线与中心导体的耦合程度。 在 HF 频段,由于频率低故对于微带线是否严格匹配要求不高， 故可以用单面电路板印刷 电路，不过当耦合段尺寸不够大时，低频端的灵敏度将很差。而对于 VHF、UHF 则必须采 用双面电路板认真设计， 使微带线系通本身的特性阻抗等额定阻抗 50Ω， 否则驻波表本身就 又很大驻波比，而不能使用。 下面简要介绍一下这种定向耦合器的原理。 在一导电平面上排列两条平行导体，如图 11 所示。主导体上的电流 I 将在检测导体上 感应一个电流 Im。Im 的大小与检测导体的外电路有关。两导体之间由于存在电容耦合，还 要形成第二部分电流 Ic。 其结果是在主导体中向右的正向波将在检测导体中产生向左传播的 波。由于此感应出来的波与正向的波的方向相反，故此种耦合称为反向耦合。因此在检测线 的左方用二极管可检测到输入电压。目前大部分 VHF、UHF 驻波表都采用此种电路，其频 率可达到 GHz 量级。由于微带线在传输大功率高电压时不宜采用印刷电路的薄铜箔， 故有些商品驻波表的中 心导体采用架于电路板之上的粗圆导体或铜片， 也可以用特殊设计的铜线或铜片， 而两侧的 检测线仍为印刷线。 还有一种 SWR 表是采用一小段同轴电缆线， 在外导体铜网中穿入两条导线作为检测线， 其原理和上述方式完全相同。导体的长度与频率有关。过短的线会使低频段灵敏度降低，从 VHF 段到 HF 的中段， 通常在数厘米到十数厘米之间。 这种法既简单又方便很适合业余制作， 但准确度不易控制，商品中未被采用。 下面介绍有关使用和调整的问题。 驻波表在制作好之后首先要验证对于匹配负载是否平衡。 简单的是用端接匹配负载来检 验来检验指针是否为零（SWR=1）的方法只能说是初步试验，因为在小的驻波比的情况下， 反射电压很小，检波电路由于二极管起始压降很小而造成死区，十分不敏感，也就是说，仅 采用标准负载的方法调整， 其结果是粗略的。 最有效的方法是用一个 25Ω 和一个 100Ω 的负 载（两者的 SWR 皆为 2）来试验 SWR 表，要反复调整 SWR 表中的所有有关元件数值，例 如调分压电容或电阻，直到两者读数相同为止，这时 SWR 表才做到对称与 50Ω。 然后开始给表刻度， 为此要制作数只不同驻波比的负载。 对于业余爱好者来讲可只刻上 SWR 为 2 及 3 两个刻度就可以了（有些商品表在大于 3 事业不再给出刻度并染成红色，用 以说明大于 3 的天馈系统是不正常的系统） 。为此，可用大瓦数的碳棒、金属膜或碳膜电阻 来端接。其数值如下表： 注意：用电阻丝绕制的背釉电阻、水泥电阻，因其电感太大，不能使用。 自制假负载时， 应尽可能减短引线长度，并用数值并联的方法，以减少杂感同时加大功率承载能力。即使如 此，用电阻自制的假负载在 VHF 波段也是很不准确的。可以用一只准确的驻波表来校准自 制的表，但不要采用两只表串接在一起的方法，而应分别测量，这样可以减去因串接而引入 的误差。 校功率刻度时也不要用两表串接的方法。 在使用驻波表和功率计时应注意： 测量天馈系统的驻波时，应在较大输出功率下进行，因为在较小功率下其结果将偏小。 由于这种表的功率刻度是在额定负载下定度的， 因此测输出功率时必须在同样负载下才正确。 这种表的功率测量往往有较大的频响误差，频率升高时，读数偏大。 利用驻波表可以进行自制天线的调整工作。通过在不同频率下测量天线系统的 SWR， 找到天馈系统的最小驻波比频率，从而找到调整天线尺寸的依据。 有了驻波表之后可以很容易的为自己的天线系统配上天线调配器。 如果你的天馈系统是 75Ω 的，应该自制一台 75Ω 的驻波表。否则，当用 50Ω 的驻波表 测量时，得到的 SWR=1.5 才是正确的。10 种常见无线技术详细介绍 之一：WAP 技术和开发要点 移动设备（诸如智能电话和 PDA）正在被充分应用到企业应用架构之中。这种想法最 初是逐渐潜入人心的， 但是发展趋势却显而易见： 企业用户正在将移动设备运用到日常工作 当中。这就是结构设计者在勾画应用于整个企业的程序结构时需要考虑将 Java 运用到电话 中（甚至给手机配备基本的上网功能）的原因。 基于 Wireless Application Protocol （WAP）技术的具有浏览网页功能的手机在北美和 欧洲一带逐渐流行起来。 WAP 是由无线应用协定论坛 （the WAP Forum） 发展并流传开来的， 该论坛是由一群无线和通讯产业的公司组成，发布了能够在无线设备上所使用 Web 内容和 应用的“产业标准” 规范。于近期被认可的 WAP 版本是 2.0 版，但要到 2003 年我们才可能 看到支持该版本的手机批量问世。目前，WAP1.1 和 WAP1.2.1 版本是最为流行的。 WAP 开发要点： 在企业 Web 应用程序中将诸如电话和 PDA 等基于 WAP 的设备作为最终用户。 虽然通过使用 HTTP 和 HTML 等著名的协议会使 WAP2.0 开发更容易些，但近期内我 们仍需要以 WAP1.x 为途径进行开发。 编写服务器端代码使其可以生成 HTML 和 WML， 同时也要考虑屏幕大小和数据流量。 虽然有可用的代码转换器及 HTML 和 WML 间的转换器，但很少能够将设计漂亮的 HTML 页面转换成同样漂亮 WML 页面。你需要有特殊设计的中间件或使用系统自带的 XML/XSL 解决方法。 WAP Forum 在设计 1.x 版本的时候是经过深思熟虑的，但它和我们熟知和喜爱的 3W 协议 （比如 HTTP， SSL 和 HTML）并不兼容。WAP1.x 堆栈被定义为五层，自底向上依 次是： WDP（Wireless Datagram Protocol） WTLS（Wireless Transport Layer Security） WTP ， ， （Wireless Transaction Protocol） WSP （Wireless Session Protocol） 和 WAE （Wireless ， ， Application Environment，包括 Wireless Markup Language 或 WML， 以及 WMLScript ） 。 每 一 层 都 和 3W 堆 栈 层 面 大 致 吻 合 ： WDP-&IP ， WTP-&TCP ， WTLS-&SSL/TLS ， WSP-&HTTP， 以及 WML-&HTML. 2002 年，WAP Forum 引入 3W 协议并将其加入 WAP 堆栈当中。如今 WAP2.0 开发者 能够象使用 WAP 1.x 协议一样运用 TCP/IP， HTTP 和 SSL， 以 WAP2.0 电话为目标进行开 发。虽然现在难以确定这种双向方法是否可行，这种做法无疑使 WAP 与 World Wide Web Consortium 和 IETF（ Internet Engineering Task Force）的建议和标准更好的同步。WAP 协 议和 3W 协议的合并将很可能使无线 Web 应用更容易投入使用，但是如何设计一种可以良 好运用于大或小的 form factors 的程序显示还是具有一定的挑战性的。Web 设计师不得不用 一种不同的方法在小型设备上进行页面设计，同时平衡移动设备的优点（诸如轻便性，及时 性和位置识别性）和缺点（诸如传输速度慢，显示屏太小，以及输入法笨拙等） 。之二：移动标示语言和开发要点(SMS) 移动标示语言（Mobile Markup Languages） ，建立并传送信息到移动设备上（例如 Web 电话，传呼和手持设备）的过程和将其建立和传送到台式电脑或其他 Web 应用程序的过程 相似。当然它们也有重要的差别。开发者必须因为移动设备屏幕更小，内存更小，计算能力 较弱，以及数据流量更小而做出各种权衡。因此，许多传送到移动设备中的内容没有象在 Web 的目前标示标准 HTML4.0 的版本中那样被完全格式化。 这里有三种被推荐的替代方法： ?WML ?Compact HTML （cHTML） ?XHTML Basic 及 XHTML Mobile Profile WAP 是一套包含 WML 的协议， 它符合 XML1.0 标准。 WML 是一个由 WAP Forum 设 计并实施的全球工业标准。 WAP2.0 中对 WML 和低层传输协议进行了重要改进。 WAP Forum 设计的 2.0 版本将适应 W3C 中关于 HTTP 和 XHTML 的标准，安全性更好，更新后的用户 界面和输入法将跟上移动电话硬件的飞速发展。 移动标示语言开发要点： ?应重新设计内容和应用，尤其是面向移动设备的。 ?应通过平衡移动设备的便携性和屏幕大小以及数据流量而突出其特性。 ?应使用中间件和服务器端生成动态页面来支持多种标示语言。 cHTML 是由 Access 公司推出的一种标示语言，于 1998 年被吸收成为 W3C 标准。 cHTML 因其用在日本 DoCoMo 公司提供的时下流行的 i- mode 无线 Web 服务中而名噪一时。 cHTML 和 HTML 结合使用让 i-mode 应用发展得以轻松入门。结合 DoCoMo 公司的低成本 B2C 传输费用和 i-mode 在年轻人当中的声望，cHTML 的成功指日可待。 目前， cHTML 和 WML 两种语言处于竞争状态， CHTML 的优势是普及广， 而对 WML 来说， 作为 XML 语言的实现者以及被设备制造公司和内容供应商广泛采纳则是其优势所在。 如今， cHTML 和 WML 被溶入了结合所有最佳标示选项的 HTML 新版本－XHTML Basic 和 XHTML Mobile Profile.XHTML Basic 语言规范的制定者来自于各大公司，包括 Openwave （Phone.com 支持 WML） Access Co. Ltd. （支持 cHTML） W3C （从 XML 和 HTML 的 ， ， 角度出发） Sun， Ericsson， 以及 Panasonic. ， XHTML Basic 是 XML 中对 HTML4.01 版本的实现。XHTML 花费了相当长的时间改 进了在 HTML 规范中的许多模棱两可的问题。在 XML 的严格引进下， XHTML 给浏览用 器及其他浏览设备提供了清楚的页面输出导向， 并允许使用“模块”组件选择处理浏览器性能 的变化。XHTML 是 HTML 的接替版，在未来的版本中所有的浏览器都将支持 XHTML. 2000 年 12 月，W3C 发布了 XHTML Basic 规范作为限定资源设备的推荐规范。2001 年， WAP Forum 和 DoCoMo 正式采用 XHTML Basic 作为未来浏览器开发的基本标示语言。 XHTML Basic 是通过使用 XHTML 模块来实现的 XML 文档类型，这些模块是构造 XML 文 档类型的“积木”。XHTML Mobile Profile 是增加了用于显示元素和内部 style sheets 模块的 XHTML Basic 的扩展集。 符合 WAP2.0 技术的设备将通过同时支持 WML 1.x 和 XHTML Basic 或通过实现 XSLT 转换来和 WML1.x 向下兼容。符合 XHTML Basic 规范的 WAP2.0 设备将具有先进的 用户界面，动画效果，弹出式菜单以及颜色，这些将使得 WAP 内容与 i-mode 内容一致。 另外，Access 公司和 DoCoMo 已就向 XHTML Basic 规范靠拢方面达成部分一致。 之三：多模式标示语言和开发要点 多模式标示语言（Multimodal Markup Languages）对无线 Web 程序的开发者来说， 最难的一关是设计用户输入法以及在设备上显示出信 息， 这在很大程度上是一种使用性能大挑战。 对许多缺乏耐心的人来说在电话的数字键盘上 打字是最为乏味和痛苦的。而且，电话机以及手持电话的屏幕太小也会使信息难以阅读，并 给大量信息的显示造成一定困难。 现在有一种方法可以使这种情况得以改善，它可以在一定程度上解决问题，而且效果 非常明显： 使用语音传输。 每种电话的听筒都有一个扩音器和扬声器用于语音的传入和传出。 很多 PDA 产品都配有扩音器和音质良好的扬声器。有了这些语音传输工具，移动程序设计 者就可以给用户提供一种其他方法去捕获和传送信息。 多模式标示语言开发要点： 绝大多数人将电话作为通话手段，其次才是将它作为数据终端。 研究智能电话的 Java 开发者通过结合使用 XHTML+Voice 和 SALT 设计出多模式程 序（包括语音，文本，图形） ，并以此同时满足消费者和公司的要求。 尽管 XHTML+Voice 和 SALT 还处于早期开发阶段，但它们很可能迅速流行起来。而 VoiceXML（XHTML+Voice 的前身）则被广泛用于只传输声音或其他交互式声音回应程序 当中。 但是如何将语音传输功能运用到无线 Web 应用中去呢？在 VoiceXML 中定义了一套用 于捕获和传送语音的的语言，但它不支持例如文本，图形或视频等其他形式的输入和输出。 IBM 和 Motorola 以及 Opera 共同研制了一种在 Web 程序中加入声音，文本和图形等多种性 能的的方法：模块化 VoiceXML 2.0 并将它结合到 XHTML 当中 （XHTML+Voice） 。这种 方法与 W3C 所提倡的在内容的形式化、使 XHTML 易于扩展及保持该语言的灵活性方面的 指导思想相一致。XHTML+ Voice 支持语音合成，语音对话，命令，控件以及语音语法。 SALT （Speech Application Language Tags） 是另一种解决方法， XHTML+Voice 不同， 和 SALT 不但没有借助于 VoiceXML，反而特意避免 VoiceXML 的开发模式以及 VoiceXML 支 持本语言中特有的重用性。SALT 能够充分利用支持语言的所有事件和脚本。例如，在使用 HTML 时，SALT 标签的用法就和其他 HTML 标签一样。SALT 标签可以通过使用脚本和包 含属性，方法和事件等进行设计，而这些属性，方法和事件可以通过 HTML 页面的文档对 象模式进行访问。这并不是说 SALT 是绑定在 HTML 上的，其实 SALT 标签能够和 SGML 家族中的任何标示语言结合使用，比如 Wireless Markup Language，Compact HTML，以及用 在移动电话和手机上的具有新特性的 XHTML profiles.同时开发者也可以将 SALT 和一些可 视性标示结合使用，比如 WML，XHTML，或用于只传输声音（voice-only browsing）的标 示（2000 年 12 月，W3C 发布了 XHTML Basic 规范作为限定资源设备的推荐规范。2001 年， WAP Forum 和 DoCoMo 正式采用 XHTML Basic 作为浏览器未来开发的基本标示语言。 XHTML Basic 是通过使用 XHTML 模块来实现的 XM 在这一点上和 VoiceXML 很相似） 。 之四：*传送和开发要点 *传送（Short Messaging） Short Messaging Service （SMS） *息服务是指在无线电话或传呼机等无线设备之间传 递小段文字或数字数据的一种服务。SMS 是一种相对较简单和可靠的技术。SMS 在 1992 年首次出现在 GSM 电话中，而今所有的主要无线设备都支持它，而且大多数移动电话都有 发送和接收 SMS 信息的功能。 有数据显示仅在 2001 年的 12 月其间全球就有 300 亿条文本 消息被发送出去。用户可以通过电话键将 160 个以内的数字或字母仔细地输入一条 SMS 信 息中。用户也可以借助使用缩写字母或者其他捷径轻松完成信息输入过程。 *息开发要点： SMS 的地位已经确立；而 EMS 和 MMS 直到 2002 年底或更晚才会流行起来。SMS 并不容易开发，将*和程序结合起来的最简单的方法是使用第三方工具，比如 Simplewire 的 Java SMS SDK 和 object XP jSMS. EMS 是 SMS 的升级版本，而 MMS 是其未来版本，它要求使用 3G 无线构架模式。 如果 WAP2.0 连同 OpenWave 中的新兴浏览器能在今明两年赢得市场，那么 MMS 会 很快流行起来。 由于*息的流行，老式的 SMS 面临着革新。一种新的换代产品增强型信息服务 （Enhanced Messaging Service EMS）问世了，它使用了 SMS 技术并新增了对二进制对象如 声音、图像和动画等的支持。EMS 可以使用预加到手机中的图像和声音。接收的信息中可 以参照这些对象而不用将其下载。由于 EMS 对象是二进制编码，所以会使开发过程就变得 更复杂一些，而且会比单一的文本信息载荷更容易出错。因此在使用 SMS 或者 EMS 系统 的界面中编写代码不是轻松的工作。Simplewire 的 Java SMS SDK 和 object XP 的 jSMS 等 产品将同各种 SMSC 进行交互的大量细节方面的内容掩藏了起来，并给用户呈献一种清晰 的对象界面以执行传信功能。 一些手机制造商正在研究一种更为前卫的多媒体*发送功能。这种多媒体信息服务 （MMS） 是在 SMS 产生 10 周年后的一个新生代产品。 MMS 使用 XML 格式和现有的 HTTP 及 WAP 基础结构。MMS 在产业界有着强大的后盾，WAP Forum 已将其加入新的 WAP 2.0 建议书中，而手机制造巨头 Nokia， Motorola， 和 Ericsson 也开始将 MMS 用于他们未来 的产品中。MMS 网络将手机和其他 MMS 用户连接到 MMS 代理和服务器上，它们会依次 连接到 Internet 电子邮件服务器上，以及 SMS 和 EMS 系统中。这样将会使开发者轻松进入 传信系统中，只要使它兼容于我们熟知的 Web 和无线开发界面及工具就可以了。 MMS 已被安装到 50 多种装置上，但要普及的话恐怕要等到更快性能更好的第三代网 络和电话的问世了。在它的首次迭代过程中，MMS 使用了 W3Cd 一个标准－Synchronized Multimedia Integration Language（ SMIL）和 WAP 的 WML 作为其基本语言在多媒体信息中 体现其文本风格和色彩图像。 之五：SyncML 及开发要点 SyncML 信息化同步是无线设备产生之后应运而生的产物。负责管理着我们的日程安排，通讯 簿， 任务目录和电子邮件的个人数字助理和智能电话通常并不能完全发挥其作用， 除非将他 们的信息库与个人电脑中的类似信息库或者企业信息服务器相连才能将其完全利用。 有很多 实现同步化的方法， 但通常最简便的方法也就是最好的方法： 用一个普通协议将基于文本的 更新材料从一个数据源传到另一个。而 SyncML 就是这样一种方法。 SyncML 开发要点： ?数据同步化是电话和其他移动设备应用的需求。 ? 几乎所有的同步化服务器产品提供者都支持 SyncML. ?如果你自己处理同步化工作，请在 SourceForge 中查阅 sync4j 项目。 由 Ericsson， IBM， Lotus， Motorola， Nokia， Matsushita， Openwave， Psion， 和 Starfish Software 提供赞助，SyncML 联盟建立和发行了 SyncML 协议，它是一种使依从 该协议的设备、开发程序和服务在网络中实现信息同步化的通用语言。SyncML 用于在 HTTP，WSP （会议层协议，基于 WAP 的无线 Web 应用） ，OBEX（一种对象交换协议， 它基于红外线和蓝牙技术并用于构建多种操作系统）和低层的 TCP/IP 以及电子邮件协议诸 如 SMTP， POP3， and IMAP 当中。 SyncML 协议使用 XML 语言来编译命令和数据并旨在成为和 HTTP，SSL，和 WAP 一样的最好的 Web 协议，因此它兼容用于 Web- friendly 移动平台（如 J2ME）的开发程序。 开发者只需使用最少的工具便可在移动程序中加入同步化性能。用来建立和读取 XML 文档的剖析器是处理 XML 执行过程最好的方法， 但却不是必须的方法。 一条 SyncML 信息本身 就是一个经过处理的包含标题和正文的 XML 文档。 标题由 SyncHdr 元素和该信息的路由和 版本信息组成。正文包括 SyncBody 元素和同步命令，以及相关数据。 正文部分是真正执行处理过程的地方。SyncML 指定 13 种必带命令。例如，Add 元素 可以包括授权认证，指定同步化数据格式的元数据，以及数据本身。这个元数据可以直接被 使用，例如，通过调用适当的 XML 命名空间来确定被附上的数据是一个 vCard.然后该数据 将出现在“text/x-vcard”命名空间里。 SyncMl 语言有相应的 SyncML 框架支持， 这种框架体现出用于完全的端到端交叉平台 同步化解决方案（几乎包含所有移动设备，台式机和服务器数据源）的结构，但是 SyncML 联盟也不会摈弃现存的端对端单一平台解决方案。Microsoft 的 ActiveSync 技术在 Windows 平台上运行的很好并且 Windows 很可能是其单一平台。 然而我们还是期待 Microsoft 和 Palm、 IBM 等大的移动电话制造商合作，那么其他制造商将有可能实现同单一设备中普通实例间 的同步化。 之六：802.11b 无线局域网开发要点 在无需考虑耗电量但需要考虑传输速度的时候（比如在使用手提电脑浏览 Web 时）可 以利用 802.11b，802.11a 和 802.11gWLANs.其他无线协议如蓝牙和 IRDA（红外线数据）则 由于其耗电量低而更广泛地用于 PDAs 和电话上，但是它们的传输速度比 802.11 低，而且 发射范围也小。 和几乎所有的网络协议一样， 802.11 协议完全符合七层开放式系统互联参考模型 （Open Systems Interconnection （OSI） Reference Model） ，所以协议中的全部细则均被摘列并能够 通过应用层、表象层和网络操作层中体现出来。 和蓝牙设备，便携电话，小型*器（baby monitor）及其他无线电设备一样，802.11b 和 802.11a 的无线电操作系统也具有不规则的频段。可以借助一些高级别的协议（比如用于蓝 牙技术的 HTTP 和 Java API）来解决这种互用性问题。 IEEE 小组的 802.11b 标准可能算是当今无线计算技术应用下最重要的主要产物了。 IEEE 的 802.11b 是 802.11 家族中的一种新标准，它利用无线电发射频率将电脑及移动设备 同局域网连接起来。它不像“蓝牙”一样有个容易记住的名字（有人曾试图给它取个好听的别 名 叫 做 “Wi-Fi” ） 而 且 它 也 没 有 象 CDMA2000 或 者 UMTS （ Universal Mobile ， Telecommunications System） 那样被冠以第二代无线技术奇迹的美誉。 802.11b 连接通常比其 他类型的无线网络连接的速度更快，而且使用 802.11b 无线区域网（WLANs）非常经济， 也很易于安装，甚至对在家里使用的用户来说也是如此。虽然在此之前，802.11b 只使用在 公司办公室和家用网络中，但现在 802.11b 网络的使用（常常是收费的）已遍布公共区域的 “热点区”之中。 结合无线局域网在办公室、 家庭中的普及和在公共热点区的收益， 802.11b 绝 对是一个大卖点。 802.11b 的成功基于以下几个原因： 应用程序开发者无需知道他们的程序是在哪种网络 连接（无线或有线）中运行的，因为 802.11b（还有其后续标准 802.11a 和 802.11g）及其 有线标准使用同样高级别的协议，类似的还有 TCP/IP， HTTP， TLS 等等。802.11b 采用 2.4GHz 无线频段并支持最大数据为 11Mb/s 传输速率，尽管在实际应用中的速率会低一些， 那是由于用户在同一射频中共享带宽或是因超过支持范围而使性能降低。802.11a 在 5GHz 频段下提供 56Mbit/s 数据传输率，尽管它在实际应用中的速率也同样会有所降低，但它还 是比 802.11b 快好几倍。802.11g 是 802.11 家族中的另一成员，它能在 2.4GHz 频段下提供 56Mbit/s 数据传输率。目前只有 802.11b 标准是市场的主流，但 802.11a 和 802.11g 将紧随 其后并成为其替代产品。IEEE802.11 标准一个主要的安全问题已经解决。在 WLAN 安全性检测性的庇护下， 运行在 802.11 标准设备中的软件更新有很大改进，但对于那些处理机密信息的应用开发人 员来说，最好还是给代码加一个额外的保护层。 之七：新一代无线电话网络和开发要点 新一代无线电话网络 新一代的无线电话和数据网络使企业应用中的无线广域电话和数据网络在速度上迈进 了一大步。不仅网速将提高 5 到 10 倍，而且连接模式由原来的回路交换（circuit-switched） 提升到包交换（packet-switched） 。这就意味着设备会始终连接到指定 IP 地址并能进入到所 有 Internet 服务中去。 新一代技术中最有代表性的三种是： CDMA2000， General Radio Packet Service（GPRS） 和 Enhanced Data Rates for Global Evolution （EDGE） ， 。 新一代无线电话网络开发要点： 新一代无线广域网将始终和 Internet 相连，并实现包交换模式。在 2002 年，GPRS 和 CDMA2000 的使用将遍布全世界，这使企业开发者开发出高速可靠的无线数据传输成为可 能。同时由于其使用包交换，而且速度相对更快，所以这些技术将使无线应用程序更加完善 和成熟。 笔记本和大多数 PDA 产品通过适配器连接到 GPRS 和 CDMA2000 中去， 通常是以 PC 卡的形式连接。电话和一些手持设备配有内置无线电发射。如此一来，制造商通常会提供 SDKs，它可以供给接用于显示一个应用程序用户界面（诸如信号强度和连接状态）的相关 信息。一些 SDKs 还将触发事件，通过这些事件开发者能够在出现问题和捕获网络中的数据 （比如位置信息）时提示用户。 CCMA2000 是现存的第二代 CDMA（码分多址数字无线技术 Code Division Multiple Access） 移动电话系统的后续产品， 主要流行与美国和亚洲一带。 它派生出的 CDMA2000 3x 是一种用于快速的（码片速率 2 至 4）第三代（3G）无线通信国际电信联盟标准。网络系统 使 CDMA2000 1x 的最高传输速率达到 144Mbps （但在实际应用中的速率大约只达到最高速 率的三分之一或一半而已） 和 GPRS 和 EDGE 一样， 。 CDMA2000 1x 被看作是一个 2.5 代移 动通讯产品，因为它是处于第二代到第三代的过渡产品。 GPRS 将第二代 GSM 移动系统的速度提升到一个更高的阶段，并实现了包交换网络， 它在欧洲和美国一带最为流行。和 CDMA2000 相比，GPRS 的同时传输语音和数据的速度 比目前传输速率是 10Kbps 的标准更快。在 2002 年，开发人员能将 CDMA2000 和 GPRS 应 用推向全美国，多数通讯公司期待能够实现一种接近 56Kbs 传输速度的数据服务。 EDGE 是 GSM 技术的未来一代。EDGE 使用增强型调制系统将数据传输速度提高到 400Kbps，它比现存的 GSM 无线电频波的速度高很多。 2002 年之后（具体可能要到 2003 之后） ，世界会迈进很多人认为的真正的第三代移动 通讯阶段。 届时 CDMA2000 将发展到 3x 阶段， GSM 网络也将迈进宽带 CDMA 而 （WCDMA） 时期。WCDMA 是 Universal Mobile Telecommunication Service （UMTS）的基础。目前看 来 CDMA2000 和 UMTS 将同时占领 3G 市场。 之八：无线应用中的安全性开发要点 无线应用中的安全问题 无论是无线连接或是无线设备，端到端安全模式都是任何无线应用程序开发需要解决 的首要问题。业界新闻报道说目前无线网络安全缺乏的情况很普遍，包括 IEEE802.11b WLANs 都有未经授权的登陆以及遭受到使一些无线 Web 网络颇为头疼而臭名昭著的“WAP gap”的侵袭。那么端对端的无线安全模式真的难以实现吗？其实对于任何一种安全模式来 说， 没有一种是完全牢不可破的， 但所有大的无线协议都提供一些方法用来保护机密信息和 阻止未经授权的访问。无线应用中的安全性开发要点： 目前使用的大多数 802.11 WLAN 由于缺乏安全性而受到直接的攻击。SSID 和 WEP 不足以保护网络资源。目前一种能够执行 Extended Authentication Protocol combined with Transport Layer Security （EAP/TLS） 的新型硬件可以用来进行有效验证和加密。但要确保 你运行在 WLAN 上的无线应用程序能够利用 EAP/TLS. 一些移动设备支持虚拟专用网，一些无线中间件（比如 Infowave Wireless Business Engine）将实现端对端安全通讯，即使是在安全性被置疑网络中也是如此（比如 WAP） 。 一 些 蓝 牙 设 备 将 提 供 难 以 编 译 的 PIN. 这 样 将 通 过 使 用 额 外 的 盘 问 式 授 权 （authorization challenge）来提高程序的安全性。 要确保所有的移动设备用户启用本设备特有的访问控制权（比如 PIN）并确保不使用 系统默认的或太简单的密码。 控制设备访问权限。企业对几乎所有的 PDA、电话和移动设备实行加密保护。企业开 发者可以采用这种平台层的保护来阻止未经授权的访问，或者用一个单独的个人识别号码 （PIN）进入程序一个额外的保护层。 验证、授权和审核。Triple－A 是安全工作做的很好的企业一直采用的一种方法。企业 无线开发人员可以将用于 extranet 和 intranet 程序中的相同的 triple－A 用在无线开发中，由 于经常在内部使用的密码很难从电话键上输入， 所以另一种全数字型的密码被广泛用于移动 设施。 保密性和完整性。目前许多移动设备都有足够的功率支持数据加密。开发人员很容易 使用运行在 Web 上的 SSL/TLS 和无线 Web 中的 WTLS （源自 WAP 堆栈） 使用被批准的证 。 书也是确保从正常的渠道获得内容的一种直接方法。 已知的弱点。最有名的无线安全漏洞是在 IEEE802.11b 和 WAP 中发现的。802.11b 安 全模式的主要组件是 Wireless Equivalent Privacy （WEP） 其加密方法和有线 Ethernet ， （802.3） 的标准相类似。安全专家已经证实 WEP 的安全层是可以被破坏的，然而许多基 于 802.11b 的 WALN 连 WEP 保护都没有。 用于无线 Web 的第一版 WEP 中列举出一个被称 作是 wireless transport layer security （WTLS） 的 SSL-like 实现能够很好的运行安全模式， 除非在某一时刻信息的保护权由 WTLS 转向 TLS 时（此时无线 Web 会连接到 World Wide Web 上）才会发生意外。这种情况一般发生在 WAP 代理或网关之中，但在公司或网络操作 服务器室中通常是安全的。要确保网管能够对服务器的使用权加以限制。 之九：蓝牙技术和开发要点 用于蓝牙技术的 Java APIs 蓝牙是一种无线网络技术，最初是由计算机制造商和其它制造商提出的，它替代了电 缆，在计算机、PDA、电话和外设之间实现了连接。例如，蓝牙设备现在可以用来连接移动 电话和免提耳机。自出现了蓝牙技术以来，它就给我们设立了更高的目标，使我们可以创建 “个人网络（personal area networks，PAN）”或“piconets”。理论上，当蓝牙设备之间建立了 连接时，就自然地形成了 PANs.例如，当一台笔记本电脑连接到一台打印机时，就会形成一 个 PAN.实际上，验证、访问权限的控制以及其它的安全问题，再加上来自其它无线网络可 能的干扰，会使这种情况变得复杂。 蓝牙技术开发要点： ?JABWT 尽可能地影响着 J2ME 类和框架。 ? 在 使 用 JABWT 开 发 时 会 使 用 到 The Connected Limited Device Configuration （CLDC） 。 ?JABWT API 已经开始在其他普通协议中和其他传输媒体（OBEX 和 RECOMM）结合 使用。总的来说，无线网络的蓝牙版本受到了越来越多的人的喜爱，从本质上说，蓝牙技术 很可靠。 无线和计算机业界的倡导者们将蓝牙技术作为一种规范来开发， 将它作为一种低成 本、低功耗的无线通讯方法，来连接运用未经授权的 2.4GHz 频带的设备。该规范主要针对 三种电源，它们与三个连接间距相应：100 米，10 米和 0.1 米。最常用的是在多达七种不 同设备之间提供 10 米的连接间距。蓝牙硬件和软件的设计人员考虑到了由于安全性和网络 竞争带来的复杂性（如 801.11b 无线 LANs） 。 想在应用程序中运用蓝牙技术的 Java 开发人员可以从两方面来考虑。首先，蓝牙技术 可以是操作系统提供的一个服务，它可以从应用程序得以实现，这同 HTTP 掩盖了潜在的 网络协议 （如 802.11b 和 Ethernet） 的低级实现有很多共同之处。 第二， 开发人员可以用 Java APIs for Bluetooth Wireless Technologies（JABWT）来直接访问蓝牙服务。Java Community Process 于 2002 年 3 月将 JABWT 作为最终规范发布了。JABWT 至少需要 512k 的内存用于 Java 2、一个蓝牙堆栈和频带和 J2ME Connected Limited Device Configuration（CLDC）的一 个兼容配置或扩展配置。 JABWT 为蓝牙技术的实现提供了范围很广的一组接口，在 JSR-82 中有文件证明。 JABWT 将 APIs 根据 discovery、设备管理和通讯加以分类。第一组接口可以帮助我们发现 设备、查找设备并推广设备。设备管理 APIs 包括安全性和 Generic Access Profile 方面的信 息，它们用来描述本地设备并得到远程设备的信息。通讯 APIs 用来同其它蓝牙设备进行通 讯，这些通讯是通过协议来完成的，如 OBEX（Object Exchange，也广泛用于红外线） 、 RFCOMM（通过 Serial Port Profile 提供） 、L2CAP（Logical Link Control and Adaptation Protocol）和更高级的协议（如 TCP/IP） 。JABWT 运用 J2ME 的 Commected Limited Device Configuration 中定义的 Generic Connection Framework 来提供基本的连接功能。 之十：JavaPhone API 和开发要点 JavaPhone API JavaPhone API 定义了一组基于 Java 的接口，可以用来访问智能电话和其它无线设备 的功能。网络操作人员、设备制造商和内容提供商运用 JavaPhone 在 PersonalJava 平台上构 建设备。企业级 Java 开发人员将 JavaPhone API 作为一种稳固的、易用的对象接口用于设备 所提供的服务，如 Java Telephony API（JTAPI） 、数据包信息传递、数据访问（联系人、日 历、任务和用户配置信息） 、电源管理和应用程序安装。 JavaPhone 开发要点： Secure Sockets Layer （SSL） API 在 PersonalJava 中是可选的，但是必须包含在任何 JavaPhone 的实现中，它支持应用程序在 HTTPS 上运行，这是保证无线应用程序的安全的 一种常见的、 相对容易的方法。 只有可以信赖的应用程序才可以访问 JavaPhone 的 data stores 和消息。 Java 开发人员可以在 JavaPhone 智能电话上发送并接受短消息，而不需要知道所运用 的具体的传输方式，如 SMS 或 WAP Push. 开发人员可以将 JavaPhone 的联系人、 任务和日程管理作为 vCard 和 vCalendar 条目来 访问，它们存储在“object soup”式的平面数据库中，互相之间没有关连，不能输入。 Java 开发人员用核心的 Java Telephony APIs 来执行基本的打电话、接电话的任务。 JTAPI 的扩展功能可以用于呼叫中心，扩展电话的控制（如持机等候和电话会议）以及媒体 数据流（如按键音） 。JTAPI 移动核心接口是专门用于移动电话的。例如，MobileProvider 接口提供了一个有效的方法来检查该平台是否实现了一个特殊的功能。Datagram Messaging APIs 可以让我们发送并接收文本信息而不需要知道根本的传输细节。应用程序的开发人员 只需要知道如何格式化并发送信息就行了。JavaPhone 可以支持在 GSM 上运用 ShortMessaging Service（SMS） ，也支持其它的传输形式。 AddressBook、Calendar 和 User Profile APIs 给开发人员提供了一个基于对象的接口， 可以用来访问智能电话的个人信息管理（PIM）库。AddressBook 将 vCard 规范（RFC 2426） 用于联系信息，Calendar 将 vCalendar 规范（RFC2445）用于日程管理和任务管理。对于移 动和无线设备来说，安全性总是一个关键的问题，所以 JavaPhone 开发人员应该只允许可以 信任的应用程序从数据库读取信息、将信息写到数据库以及发送和接收信息。 Power Monitor API 提供了有关电池标准、预计电池寿命、以及设备是否接通电源的信 息。Power Management API 可以让开发人员感受到设备状态发生的变化并作出响应，如设 备关机状态、全功耗状态、有效电源状态、挂起状态（suspend）和睡眠状态。 Install API 支持为开发和发布应用程序进行打包， 包括对 Jar 文件、 主程序切入点、 图标和版本的支持。
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