節(jié)能：有條件的自我救贖

        Microchip高級單品級架構(gòu)部資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Jason Tollefson認(rèn)為未來機(jī)遇主要存在于電表、太陽能逆變器和能量采集這三個領(lǐng)域。新型電表需要允許本地發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)連接，并且必須是智能電表，能夠跟蹤發(fā)電量、為多費(fèi)率計(jì)價提供精確時間，并將這些數(shù)據(jù)傳送到公共事業(yè)公司。實(shí)施高效太陽能逆變器可以限制與直流-交流轉(zhuǎn)換相關(guān)的損耗，單片機(jī)通常在提高其效率方面能發(fā)揮重要作用。最終，企業(yè)會設(shè)法向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)遷移。能量采集和超低功耗電子設(shè)備使部署無電池解決方案成為可能，從而推動這一轉(zhuǎn)變進(jìn)程。

　　對于新能源技術(shù)來說，富士通半導(dǎo)體王韻也承認(rèn)，能量轉(zhuǎn)換和回收技術(shù)非常重要。如何利用室內(nèi)燈光給電池充電?如何將走路時產(chǎn)生的震動能量回收回來?富士通半導(dǎo)體早在多年前就開始針對能量轉(zhuǎn)換和回收技術(shù)進(jìn)行研究和技術(shù)積累。已經(jīng)開始在超低照度能量轉(zhuǎn)換、震動能量轉(zhuǎn)換方面做產(chǎn)品開發(fā)。將在年內(nèi)推出相關(guān)的芯片產(chǎn)品。

　　關(guān)于能量收集技術(shù)，凌力爾特公司已經(jīng)將其付諸現(xiàn)實(shí)，Tony Armstrong介紹，能量收集的概念已經(jīng)問世 10 多年了。不過，在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的環(huán)境能源供電系統(tǒng)一直笨重、復(fù)雜且昂貴。然而，也有一些市場成功地采用了能量收集方法，包括交通基礎(chǔ)設(shè)施、無線醫(yī)療設(shè)備、輪胎壓力檢測和樓宇自動化。尤其是在樓宇自動化系統(tǒng)中，諸如占位傳感器、恒溫器甚至電燈開關(guān)等產(chǎn)品，已經(jīng)去掉了通常與安裝這些產(chǎn)品有關(guān)的電源或控制線，并轉(zhuǎn)而使用了本地的能量收集系統(tǒng)。

　　采用能量收集技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)可以在大樓中將任何數(shù)量的傳感器連接到一起，以在整幢大樓或某些房間未使用時，通過調(diào)節(jié)溫度或關(guān)掉非必要區(qū)域的電燈，以降低 HVAC 及電力成本。此外，與布設(shè)長長的電源線或更換電池所需的日常維護(hù)相比，能量收集電子產(chǎn)品的成本常常更低，因此，采用能量收集供電方法，顯然有經(jīng)濟(jì)益處。

　　不過，如果每個節(jié)點(diǎn)都需要自己的外部電源，那么無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的很多優(yōu)點(diǎn)就都失去了。盡管事實(shí)上，不斷發(fā)展的電源管理方法已經(jīng)使電子電路能在給定電源情況下工作更長時間，但是這種工作時間的延長仍然受到限制，而能量收集電源則提供了一種能起補(bǔ)充作用的方法。因此，能量收集通過將本地環(huán)境能源轉(zhuǎn)換成可用電能，而成為一種給無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電或者補(bǔ)充無線傳感器節(jié)點(diǎn)的方法。

　　目前，所有無線傳感器節(jié)點(diǎn)都能在幾百 µW 至幾十 mW 的功率范圍內(nèi)工作，因此用非傳統(tǒng)電源為無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電是可行的。這已經(jīng)導(dǎo)致了能量收集電源的使用，這類電源在使用電池不方便、不實(shí)際、昂貴或危險(xiǎn)的系統(tǒng)中，為給電池充電、補(bǔ)充或取代電池而供電。顯然，如果電池更換周期可以從兩年延長至 5 到 7年，那么將能顯著地節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。

　　最新和現(xiàn)成有售的能量收集產(chǎn)品，例如振動能量收集產(chǎn)品和室內(nèi)光伏電池，在典型工作條件下，可產(chǎn)生 mW 量級的功率。盡管這個量級的功率也許看起來用處有限，但多年來收集組件的工作可能意味著，無論從能量提供還是從每能量單位的價格上看，能量收集產(chǎn)品與壽命很長的主電池的作用大致相似。此外，采用能量收集的系統(tǒng)在電量耗盡后，一般能再充電，而由主電池供電的系統(tǒng)則不可能做到這一點(diǎn)。