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1、四大能量采集技术助力打破物联网设备供电困境导语：试想一下，假设我们拥有10亿台物联网设备，每台设备的电池寿命到达3年度，这就意味着平均每天需要更换近100万个电池，带来本钱压力、环境危害等众多问题。那么有没有什么新的供能方式，可以纾缓这一现象?长期以来，物联网所形成的宏大市场和数以十亿计的庞大设备数量已经逐渐为人们所熟知。同时，可挪动的物联网设备正在变得越来越多，有线电源也并非长久之计。随着物联网市场的持续蓬勃增长，设备的供能方式、电池问题正在成为新的挑战。试想一下，假设我们拥有10亿台物联网设备，每台设备的电池寿命到达3年度，这就意味着平均每天需要更换近100万个电池，带来本钱压力、环境危害
2、等众多问题。那么有没有什么新的供能方式，可以纾缓这一现象?通过本文，您将解析到太阳能、机械能、热能、射频的能量采集技术，和对应方案下现有的一些应用，为物联网设备供能问题提供可靠参考。“众所周知的太阳能采集有光的地方就有能量，光伏能量(太阳能)正在得到广泛应用。同时，很多光伏技术不断获得进展，如大型太阳能光伏板，还有在计算器等产品中使用的小型光伏电池。此外，有机太阳能电池技术也有望在将来实现商用，提供同等甚至更佳的性能。局部新材料还具备柔性基板、可定制形状等特性，可以定制印刷到柔性塑料或者其他材料上，以便在现有工业设计上添加新的光伏组件。通过太阳能采集到的能量多少与光照强度、光伏材料等多种因素有
3、关。不同技术在不同光照程度下从单位面积采集到的能量值是不同的，材料的价格也有差异。因此，光伏能量的采集需要考虑所处的光线环境、可用面积、预算限制等。“历史悠久的机械能量采集小型计算器是人们非常熟悉的一种电子产品，但鲜为人知的是，早在100年度前，当时的“计算器加法机，就已经开场依靠机械能量采集进展运转。在机械能量采集中，我们通过机械运动使磁极在线圈中挪动，形成能量爆发，继而捕捉这些能量，用于无线传输等。借助以运动来采集和释放能量的机制，我们可以使能量随产随用，而不是储存在电池中。不过机械能量采集必须拥有对应的采集元件。一个元件往往需要3平方厘米大小，高度可以少于1厘米。怎样整合元件以知足设备的
4、能量需求，这是我们需要充分考虑的。“略显生疏的热能采集热能采集可能是人们不太熟悉的一项技术。在热电设备中，当不同的温度并排放置时，电压随之产生。利用这种温差转化成的电压，我们可以实现对热能的采集。详细到温差发电器中，我们给发电器的一端加热，另一端保持低温，进而使电路中出现电势差;再借助升压电路升高电压，知足集成电路的运行需求。通过这个原理，Atmosic和一家公司合作开发研发了一款热能采集腕表，可以仅靠采集手腕的热量，完全自主支持根本的手表功能。需要注意的是，热能采集中我们不仅需要热源，还需要散热器来制造温差。因为热量必须在设备中不断流动，才能产生持续的电流和能量;。“因地制宜的射频能量采集对
5、于100%占空比的射频源，可获得的最大理论功率随着挪动间隔增大快速下降。当挪动间隔超过一米时，在2.4千兆赫的情况下，即使是可获得的原始能量也小于100微瓦，另外还需考虑采集器和储存器的效率。而频段切换到915兆赫时，设备可获得较高的功率采集程度，可以在两三米、甚至五六米外采集能量。与其他能量采集方式不同的是，射频能量采集还需要考虑各地区的通信法规限制，包括可用频率、最大输出功率等，这些限制实在影响着可采集到能量的大小。例如欧洲这方面的限制要比北美、日本更加严格，以致于通常只能获得比平时更低10db的能量。作为全球超低功耗物联网(IoT)无线技术的创新者，Atmosic研发了超低功耗射频、射频
6、唤醒和受控能量采集三大创新技术，以实现最低功耗，并彻底降低物联网应用对电池的依赖。例如我们可以在平安标签中应用射频唤醒技术，使其只有在靠近读卡器时才会激活。通过射频的识别唤醒，还可允许设备仅在需要进展能量采集的时候运行;或依靠将设备放入特制的盒子、或靠近信号源的方式，让设备在不运行的时候充电。当然，能量采集并非一种“全有或者全无的技术道路。我们仍然可以将电池技术与能量采集技术结合起来，通过电源管理单元优先使用采集到的能量，持续优化能耗，大幅度延长电池的使用寿命;可以以在某些情况下只使用采集到的能量，完全摆脱对电池的依赖。Atmosic设计有一款专注于能量采集应用的超低功率蓝牙5.0芯片，具备很多有助降低能耗的特性，比方独立而灵敏的唤醒接收器，可以让芯片仅在接收到特定射频讯号时唤醒，进而保持低能耗;和集成电源管理单元，可以采集和管理多种能量输入，甚至在特定条件下实现电池的“永久使用。最后，Atmosic提供的受控能量采集技术为物联网和其他设备的电池、本钱问题提供了多种解决方案，可选的能量采集技术种类很多，但它们也并非万能。我们仍然需要深入理解所处的环境和详细的应用，结合预算、目的等维度，根据条件选择最适宜的解决方案。0