Cypress物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中能量收集技術(shù)解決方案

互聯(lián)網(wǎng)之后的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑預(yù)示著更大的發(fā)展機(jī)遇，眾多科技巨頭不謀而合紛紛布局物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2020年聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的總數(shù)將達(dá)到甚至超過(guò)500億，物聯(lián)網(wǎng)將把家庭中的很多設(shè)備囊括進(jìn)來(lái)，其中小到智能恒溫器，可穿戴設(shè)備名大到智能電冰箱，蓄勢(shì)已久的物聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)在即。下圖匯總了各家機(jī)構(gòu)和公司對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè)。

不過(guò)隨著聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的與日俱增，如何解決供電和節(jié)能問(wèn)題是一個(gè)不可繞過(guò)的挑戰(zhàn)，如何使物聯(lián)網(wǎng)變得綠色環(huán)保成為越來(lái)越受關(guān)注的話題！在近日由EEVIA聯(lián)合IC咖啡主辦的“2016中國(guó)ICT媒體論壇和產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)”上，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下的傳感器供電問(wèn)題，Cypress半導(dǎo)體模擬芯片產(chǎn)品經(jīng)理李冬冬先生向在場(chǎng)的記者和工程開發(fā)者展示了能量收集技術(shù)解決方案，并介紹了最新的超低功耗、高集成度的全球最小尺寸能量收集芯片，可大幅減少電池使用數(shù)量，增加傳感器節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用場(chǎng)景可能，讓無(wú)電池綠色環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

電池更換成無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用拓展“攔路虎”
“到2020年全球有500億部的設(shè)備/器件會(huì)被連接到網(wǎng)絡(luò)，其中將有超過(guò)50億是無(wú)線連接的，占到10%-20%連，這意味著至少有50億的無(wú)線傳感器需要供電。每年更換巨量的電池將造成極大的浪費(fèi)，環(huán)境污染、高額人工維護(hù)費(fèi)用勢(shì)必嚴(yán)重制約無(wú)線傳感網(wǎng)發(fā)展。供電問(wèn)題無(wú)疑成為無(wú)線傳感網(wǎng)將面臨的巨大挑戰(zhàn)。”李冬冬闡述道。

無(wú)線傳感網(wǎng)自20世紀(jì)90年代末提出研究以來(lái)，由于其巨大應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)引起了各國(guó)軍事部門、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。例如，DAIRYMASTER是一家歐洲奶酪業(yè)設(shè)備廠家，開發(fā)了一套自動(dòng)發(fā)情檢測(cè)系統(tǒng)Moo-Monitor，可以對(duì)母牛進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦牛出現(xiàn)發(fā)情狀況，Moo-Monitor會(huì)將信息告訴農(nóng)場(chǎng)主，準(zhǔn)確率可以達(dá)到88.6%。如果這個(gè)系統(tǒng)在美國(guó)得到普及，可以提高3億美金的奶酪產(chǎn)量。

不過(guò)，為成千上萬(wàn)頭奶牛更換監(jiān)測(cè)設(shè)備的電池卻無(wú)疑是一場(chǎng)噩夢(mèng)！使無(wú)線傳感網(wǎng)不間斷工作成為當(dāng)下這類系統(tǒng)面臨的巨大挑戰(zhàn)。在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用過(guò)程中，無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的電池能量是眾多制約條件中最為重要也是最為致命的關(guān)鍵因素。

利用能量收集技術(shù)使無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)從環(huán)境中收集能量，具有能量補(bǔ)充的能力，從而使無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)避免能量單向遞減過(guò)程，并進(jìn)一步利用能量管理與能量轉(zhuǎn)移技術(shù)達(dá)到無(wú)線節(jié)點(diǎn)的永久壽命與無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)無(wú)線使用的目的。那么，其工作原理是怎樣的呢？無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)通過(guò)溫度、濕度、亮度、壓力等傳感器感應(yīng)環(huán)境狀態(tài)，在微計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，通過(guò)無(wú)線向云網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，完成進(jìn)一步的能量收集。

目前無(wú)線傳感網(wǎng)已成功運(yùn)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、智能家居等領(lǐng)域，帶來(lái)不俗的經(jīng)濟(jì)效益，隨著能源收集技術(shù)的完善成熟，無(wú)線傳感網(wǎng)應(yīng)用會(huì)更加廣闊。李冬冬展示了幾個(gè)采用 Cypress太陽(yáng)能供電方案的無(wú)電池?zé)o線傳感節(jié)點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景案例：

例如，Misfit此前發(fā)布紫羅蘭版施華洛世奇Shine是世界上首款不需充電或更換電池的運(yùn)動(dòng)睡眠追蹤器，用戶可以把手環(huán)暴露在陽(yáng)光、LED 燈光或鹵素?zé)粝逻M(jìn)行充電。它具備Shine的主要硬件功能，包括記步、睡眠質(zhì)量和卡路里消耗檢測(cè)等基本功能，防水深度可達(dá)50米。在外觀設(shè)計(jì)方面，紫羅蘭版施華洛世奇Shine的表盤水晶就是一個(gè)小型太陽(yáng)能電池板，可以有效地收集、貯蓄太陽(yáng)能并給設(shè)備供電。