能量采集器件取代物聯網傳感器電池

　　近年來，物聯網(IoT) 與機對機( M2M ) 市場和技術引起了人們廣泛的關注。物聯網與機對機的概念不僅是指個人電腦和手機通過互聯網相連，而且包括所有數十億個“物體”和設備為提高其使用效率而通過互聯網或局域網實現的無線互聯。伴隨這數十億個物體而來的，還有必須購買、維護和處置的數十億塊電池。為此，能量采集技術提供了一個直截了當的解決方案，使用清潔能源輕松地為這些設備遠程充電。

　　物聯網上的物體和設備當中包括傳感器配備的無線終端。無線傳感器終端連接上網后，將會采集其周圍的環(huán)境信息。

　　這些終端使用了測量溫度、濕度、光照、運動、壓力、應力、失真、位置、流速和氣體等多種類型的傳感器。放置的傳感器終端數量越多，所采集到的數據就越多元化，精確度也越高。此類信息通常被稱為大數據，將有助于實現過去難以企及的設備控制、監(jiān)測和預報功能，以及提供全新的云服務和業(yè)務。

　　物聯網與機對機的發(fā)展將對社會產生了重大影響，這要歸功于半導體器件的演變和無線技術的進步，因為元器件級的變革將推動設備朝著無線、更小巧和更高效的方向發(fā)展。裝上電池后，無需電線就可以將設備放置在各種不同的地方。

　　電池問題

　　如上所述，物聯網與機對機的一個重要需求是，能夠在各種各樣的地方放置無線傳感器終端收集數據。但是其中有一個很大的問題：配電線路的安裝，或是使用電池情況下的電池壽命或電池更換時間。只使用一、二十塊電池時沒有人會認為這是個問題，但當數量達到一萬、一百萬或一億時，就不僅要考慮電池的成本，還要考慮巨額的維修費用。這是人們關注無線傳感器終端普及的一個重要原因。

　　能量采集技術可以提供一種解決方案。它使用太陽能電池、壓電元件和熱電元件等發(fā)電元件將光、振動和熱能轉化為電能，然后有效地加以利用。

　　得益于半導體在提高發(fā)電元件的性能與降低有源器件的耗電量之間找到了平衡，這些技術現在可以應用于現實生產。這是人們紛紛關注于這一關鍵技術的原因，它可以解決作為物聯網組成部分的無線傳感器終端的普及問題。

　　能量采集終端的內部結構

　　無線傳感器終端由感知周圍環(huán)境的傳感器、處理采集數據并控制系統的微控制器(MCU)和進行無線通信的無線芯片組成。與發(fā)電元件相匹配的電源IC取代了過去的鈕扣電池和干電池。

　　選擇發(fā)電元件時必須首先考慮，從周圍環(huán)境中采集的能量，其類型是振動、光還是熱能。最常用的類型是太陽能、壓電和熱電。用于發(fā)電元件的電源IC能夠無損、高效地從該元件收集電能，并向后級IC提供穩(wěn)定的電能，這也同樣重要。