能源收集可以为物联网提供动力
文章作者:Richard Quinnell
能源收集是一个在能力上不断进步的选项，开启了新的物联网选项。
对于物联网的一些应用来说，后勤方面的障碍之一是为物联网提供电源。对于许多安装来说，线路电源是不切实际的，而电池电源需要定期更换电池，这可能很难或不切实际地确保。能源收集是一种能力不断提升的选择，开辟了新的物联网选项。
有三个要素必须结合在一起能量收获是实用的。首先，当然是物联网设备本身的低功耗要求。这个需求有两个部分:处理器所需的功率和从设备到服务器或集线器的无线通信链路所需的功率。它将是一个无线连接;如果应用程序允许有线连接，电源可以通过该连接提供。第三个需要的要素是提供足够的能量来满足设备的电力需求。
第一个元素——低功率处理——有着悠久的技术进步历史。现在有很多微控制器的功耗都非常低，尤其是当它们大部分时间都在“睡眠”时，它们可以被激活来快速执行任务。
低功率通信的元素是最近出现的创新。一个例子是君主LTE-M / NB-IoTSequans的芯片，提供处理器和无线电的低功耗组合。该公司最近将其芯片与一个e-peas AEM10941集成电路太阳能收集模块提供了一个演示系统，可以由空中供电室内装置的照明也可以在户外使用太阳能。e-peas装置捕获、存储并调节来自光电池的能量，为Sequans装置提供能量。这使得该组合可以为传感器组合供电，以收集环境数据，并定期报告给服务器，而不需要任何电池。
在收获能源发电领域也有创新。开关制造商ZF最近推出了一种紧凑的门窗机械开关，每当门或窗打开或关闭时，它就会产生一股能量(图1)。该装置利用开关运动简单地为电磁感应发电机供电。产生的能量足以让一个小处理器和无线电组合使用EnOcean 3.0协议向智能家庭中心发送几封电报，报告门或窗的活动。
图1折断这个开关会通过电磁感应产生一股能量，足以为一个小型无线发射机提供电报脉冲的能量。来源:ZF
这些例子展示了能源收集应用可能使用的两种关键方法。在第一个例子中，能量被不断地收集和存储，直到有足够的能量完成所需的任务。在没有电池的情况下，使用电容储能。在第二个例子中，能量是由系统要感知的事件产生的。它将运动的能量转化为电能并立即使用。能量的可用性是事件发生的信号。
尽管仍在不断取得进展，但能源收集技术尚未达到物联网系统能够获得持续电力和连接的程度。但对于定期或事件驱动的通信已经足够的应用程序，该方法提供了一个机会，无需电池，基本上无限期的安装寿命。
本文最初发表于经济日报。
丰富Quinnell退休工程师兼作家，曾任EDN总编辑。
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