Cypress物聯網應用中能量收集技術解決方案

互聯網之后的物聯網無疑預示著更大的發展機遇，眾多科技巨頭不謀而合紛紛布局物聯網領域。有機構預測，到2020年聯網設備的總數將達到甚至超過500億，物聯網將把家庭中的很多設備囊括進來，其中小到智能恒溫器，可穿戴設備名大到智能電冰箱，蓄勢已久的物聯網爆發在即。下圖匯總了各家機構和公司對物聯網市場規模的預測。

不過隨著聯網設備的與日俱增，如何解決供電和節能問題是一個不可繞過的挑戰，如何使物聯網變得綠色環保成為越來越受關注的話題！在近日由EEVIA聯合IC咖啡主辦的“2016中國ICT媒體論壇和產業和技術展望研討會”上，針對物聯網趨勢下的傳感器供電問題，Cypress半導體模擬芯片產品經理李冬冬先生向在場的記者和工程開發者展示了能量收集技術解決方案，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量，增加傳感器節點的應用場景可能，讓無電池綠色環保物聯網的夢想照進現實。

電池更換成無線傳感網應用拓展“攔路虎”
“到2020年全球有500億部的設備/器件會被連接到網絡，其中將有超過50億是無線連接的，占到10%-20%連，這意味著至少有50億的無線傳感器需要供電。每年更換巨量的電池將造成極大的浪費，環境污染、高額人工維護費用勢必嚴重制約無線傳感網發展。供電問題無疑成為無線傳感網將面臨的巨大挑戰?！崩疃U述道。

無線傳感網自20世紀90年代末提出研究以來，由于其巨大應用價值已經引起了各國軍事部門、工業界和學術界的極大關注。例如，DAIRYMASTER是一家歐洲奶酪業設備廠家，開發了一套自動發情檢測系統Moo-Monitor，可以對母牛進行24小時監測，一旦牛出現發情狀況，Moo-Monitor會將信息告訴農場主，準確率可以達到88.6%。如果這個系統在美國得到普及，可以提高3億美金的奶酪產量。

不過，為成千上萬頭奶牛更換監測設備的電池卻無疑是一場噩夢！使無線傳感網不間斷工作成為當下這類系統面臨的巨大挑戰。在無線傳感網絡的應用過程中，無線傳感節點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鍵因素。

利用能量收集技術使無線傳感節點從環境中收集能量，具有能量補充的能力，從而使無線傳感節點避免能量單向遞減過程，并進一步利用能量管理與能量轉移技術達到無線節點的永久壽命與無線傳感網絡無線使用的目的。那么，其工作原理是怎樣的呢？無線傳感節點通過溫度、濕度、亮度、壓力等傳感器感應環境狀態，在微計算機進行數據處理后，通過無線向云網絡發送數據，完成進一步的能量收集。

目前無線傳感網已成功運用到工業、農業、智能家居等領域，帶來不俗的經濟效益，隨著能源收集技術的完善成熟，無線傳感網應用會更加廣闊。李冬冬展示了幾個采用 Cypress太陽能供電方案的無電池無線傳感節點應用場景案例：

例如，Misfit此前發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動睡眠追蹤器，用戶可以把手環暴露在陽光、LED 燈光或鹵素燈下進行充電。它具備Shine的主要硬件功能，包括記步、睡眠質量和卡路里消耗檢測等基本功能，防水深度可達50米。在外觀設計方面，紫羅蘭版施華洛世奇Shine的表盤水晶就是一個小型太陽能電池板，可以有效地收集、貯蓄太陽能并給設備供電。