《电子技术应用》
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能量收集助建绿色物联网

2016-02-03
杨庆广
电子技术应用

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Cypress半导体模拟芯片产品经理李冬冬

       物联网虽然面对的是不同的市场、不同的案例,但是架构都是非常类似的,都同样需要传感器去监测环境,然后需要一个网络去传输数据。在物联网当中最重要的两点:一个是传感器,一个是网络。

       就传感器而言,越来越多的无线传感器开始出现。我们预测到2020年全球有500亿个器件会被连接到网络,在这500亿器件当中将有50亿器件是无线连接的。我们认为无线传感器结点到2020年将占10%-20%的份额。

       目前为无线传感器供电的方式主要是使用电池。如果2020年有50亿个无线传感器节点需要电池供电,那么将造成巨量的电池浪费以及电池对环境的污染。此外,在一些物联网应用环境中,比如说交通、桥梁监测、湖海河流监测、智能家居等更换电池很麻烦,人工费也很贵。为了解决这些问题,可以采用不需要电池供电的能量收集技术。

       能量收集技术可以减少电池的使用,可以让我们的无线传感器结点受到的限制更少。环境当中什么能量是可以被利用起来的呢?像我们最常见的是光能、动能、热能等都是可以被收集的。

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能量收集无线传感节点应用案例

       如何进行能量收集?我们首先需要一个能量收集的器件,比如说太阳能面板收集光能,然后通过管理芯片把这些不稳定的能量转换成稳定的能量存储在电容里面,电容再给系统供电。目前从应用上讲,无线传输技术中的蓝牙和能量收集非常匹配。

       我们在去年8月份做了一款新的能量收集芯片,同时做了一款全球最小、最低功耗太阳能供电的无线传感器模块。有几大特点:第一大特点,超低功耗,它的电流只有250 nA。第二个特点,集成度非常高,不需要外围电源方面的芯片,一颗就搞定。用一平方厘米的太阳能面板就可以让这个芯片工作起来。通过这样的芯片就可以很方便的搭建出一套采用能量收集系统,不需要电池供电的无线传感节点系统。