未来物联网节点供电挑战：能量收集技术成为节能无源解决方案

指导

有限的电源是未来数万个物联网节点面临的最大挑战之一。随着物联网现场的迅速扩展，更多的能量储蓄甚至被动物联网技术已成为一个重要的发展方向。其中，能源收集技术的计划再次引起了行业的关注。

有限的电源是未来数万个物联网节点面临的最大挑战之一。除了少量的物联网端子外，大多数端子都没有连续电源的条件。因此，关键是在过去的几年中，低功率广泛的地区网络（LPWAN）引起了该行业的广泛关注。它是物联网终端和传感器的痛点可以解决电池电源的电源，这足以说明该领域的重要性。

随着物联网现场的迅速扩展，更多的能量储蓄甚至被动物联网技术已成为一个重要的发展方向。其中，能源收集技术的计划再次引起了行业的关注。

以各种方式收集能源技术

能量收集技术并非一个新事物，多年前已开始了研发和商用，利用该技术，可以从周围环境中捕获能量并转化为电能，能量的来源可能包括多种途径，如环境光、振动、热量或尽管无线电频率等，尽管没有多太多的电能转化为能量，但它足以容纳某些超低功率节点。物联网的开发使无线传感网络的大规模应用实现了。能源收集技术作为一种可持续，绿色和环保的电源方法，为传感器网络数据的收集和传输提供了解决方案。

目前，主要能源收集方法包括：

（1）环境光可以收集

轻能收集是收集能量的最常见方法。目前，太阳能光伏发电已经开始使量表并有助于未来的能源结构变化。当然，轻能收集的局限性也很明显。收集能量的强度通常会受到许多外部条件（例如时间，天气等）的影响。在阳光不足（例如夜晚或多云的情况下），这将导致光学收集的无法控制和不可持续的收集。但是，随着光相关储能技术的发展，正在解决相应的问题。一些相对固定的无线传感器方案可以配备光能收集技术，例如环境监测方案。

（2）振动能量收集

在正常情况下，可以通过以下三种方法转换通过振动收集的能量：电压转换，静电转换和磁电转换。其中，静态转换方法可以通过静态静电诱导转化为电能。当电压转换方法通过能量转换转换时，需要初始电压差来执行设备电源的能量转换；传感线产生能量。振动能量收集被广泛使用，例如物流，可穿戴设备和其他场景。

（3）热能收集

热能的转化是基于热电材料的Syberg效应。通过热能发电机将热能转化为电能。一些可穿戴设备探索了热能收集技术的使用，因为不断发出热量的人体可以用作热端，并且环境变为冷端。但是，在许多情况下，人体表面之间的温度差异不如外部环境温度太大，并且输出电压很小，这将不支持正常使用智能可穿戴设备。通常，它只能是低功耗的一部分。戴设备能量。

（4）RF能源收集

RF收集的能量不仅可以源自手机，而且还来自移动通信基站，电视，无线电信号基站，WiFi，微波炉等。我们每天都被各种RF信号所包围，可以使用这些信号作为能源收集的来源。随着射频能量发射器使用者的增加，收集的平均能量正在逐渐增加。通过使用最大功率点跟踪方法并提高能量转换效率，它可以继续增长。

这些能源收集技术具有多年的历史，并且在多个物联网方案中也或多或少地实施了。目前，互联网连接的数量已经迅速增长，对被动传感器的需求也增加了。该行业正在基于场景的特征来推进能源收集技术的创新。其中，RFID是最成熟的技术，并且已经达到了规模。此外，Enocean无线无源解决方案在智能建筑自动化领域具有一定的规模。智能建筑领域扩展到医疗，物流和其他行业。

促进电池电量扩展到被动物联网

目前，由NB-iot和Lora代表的低功率广阔网络（LPWAN）技术一直成熟，商业规模不断扩大。截至目前，NB-IOT连接的数量预计将超过2亿，洛拉的全球节点的数量也已超过1亿，这在许多行业中广泛使用。 NB-IOT，LORA等技术适合基于电池的物联网终端，并且可以确保在不更换电池几年的情况下可以实现数据感知和通信。众所周知，“ 60-30-10”物联网连接结构的共识现已形成“ 60-30-30-10”的物联网连接结构，即需要电池电源的低速率IoT节点的数量方案占60％以上，网络节点的数量占10％，利率要求和功耗要求基本上是比例的。

LPWAN Technology已开辟了电池电源物联网大规模开发的道路。这种现场技术和商业模式已经开始成熟，因此被动物联网的注意力也开始了。由于LPWAN通过数十亿个连通性解决了低功率物联网市场的疼痛点，因此接下来需要解决的问题是数千亿个被动物联网的疼痛点。一方面，许多行业都有大量和廉价的物品的需求。使用电池电源的传感器和通信模块太大，成本更高。另一方面，大量物品没有电池供应条件。

我在上一篇文章中提到，在2020年，我国家的快递业务量为830亿美元，高于指定尺寸的服装公司的服装产量为223.7亿件。目前，许多Express套餐和服装都有在线管理需求。 -iot，Lora和其他技术连接将增加硬件成本并保持成本，以及不需要电池以满足其管理需求的被动物联网技术。相关传感器和通信模块的功耗要求远低于LPWAN技术支持的终端功耗，例如NB-iot，Lora等，否则它将成为LPWAN后另一个工业发展的另一个主要促进者。在一定程度上，将电池电源供电的功率扩展到被动物联网，与物联网的连接数量已从超过100亿多个水平，而物联网更深了更广泛地为各行各业服务。

从物联网的发展趋势的角度来看，尤其是面对对大型无线传感器部署的需求，可以看出，通过RF能源收集技术，这是一个很好的方向。尽管目前有成熟的RFID技术，但RFID的一些自然缺点在促进RF能源收集技术创新方面造成了许多企业，以服务于被动物联网。

RF能源收集和创新增强了无地物联网着陆

如前所述，我们每天都被各种无线射频信号所包围。除了收音机和电视外，还有2G/3G/4G/5G/NB-iot和其他蜂窝网络，以及WiFi和Zigbee Smart Home。尽管这些RF信号用于能量收集，尽管仅获得了非常小的功率，但它足以用于大量的被动传感器工作，并且可以使用射频信号来实现传感器数据的返回。来源物联网创新的重要原因。

作者在以前的文章中提出，当前的集成感测，通信和计算的被动解决方案是物联网的典型创新方向。在这方面，许多公司已经形成了初步结果。目前，已经提出了一种基于蓝牙，wifi和lora的被动物联网解决方案，并且已经提出了基于5G的非通行物IoT。

根据低功率蓝牙，被动互联网的创新取得了许多成果，并取得了一定的降落，这对未来的RFID市场产生了一定的影响。作者介绍了Wiliot，这是一家详细的“”公司，这是一个小的低成本，自动式蓝牙传感器标签。标签仅是邮票尺寸。它可以粘贴在任何产品或包装上。可以执行一系列的物理和环境数据，并将信息传输到网关，手机或支持低功率蓝牙（BLE）设备，然后将其发送到Wiliot Cloud Platform。该产品的最大亮点是，标签的能量完成了感知，存储和通信来自周围无线射频能源为其供电的收集，并利用能量发送唯一的标识符数据和传感器数量通过能量阅读。由于这些创新，该公司最近在C系列融资中获得了2亿美元的软银愿景基金。

基于蓝牙技术的另一个被动物联网解决方案是气质。这是一家创新的半导体公司。该公司声称发布了由Ultra -Low -Power射频，射频唤醒和受控能源收集发行的三种主要技术。力量。其中，Ultra -Low -Power射频技术已在蓝牙5平台上实现了Ultra -Low -Power射频功能； RF Wake -UP技术提供了两组感知系统，用于轻度休眠模式和深度休眠模式；这是为了确保稳定的功能并使用它，同时最大程度地降低了设备和系统对电池电量的依赖性。在三种主要技术的支持下，Atmosic目前有两种蓝牙芯片产品。其中，其M3系列产品的三个主要技术是全面的，可以在没有电池状态的状态下支持运行。目前，该公司的产品已用于医疗和可穿戴设备。

根据WiFi和Lora的被动IoT创新，作者还引入了文章“”文章，该文章主要起源于美国电子工程大学电子工程大学电子工程学院的研究人员，该学院提议实现权力通过射频信号的反射和调制技术供应。并传输数据。根据这项技术指导，研究小组开发了被动WiFi的被动技术，并进一步利用Lora的技术实现了数百米长的非通行节点传输。

上个月，华为执行董事和ICT产品和解决方案总裁Wang Tao在公开演讲中提出了针对5.5G的被动物联网愿景。我希望5G网络可以将被动的物联网纳入其中。探索开始了。

尽管被动物联网将带来大量的连接量表，但当前相关的技术仍不成熟。接下来，它可能会贯穿斗争的阶段。作为商业登陆，某些技术将构成真正的标准。快速规模。从目前的角度来看，被动物联网的发展仍然非常分散。正如LPWAN的发展一样，这个过程也需要很长时间，建立工业生态学更为至关重要。

2021交感神经NFC研讨会即将到来！

参加现场有机会从DJI无人机，Dyson吹风机，JD购物卡和其他礼物那里获得礼物〜

单击查看“ 2021 Aiot行业全景地图”