無電池物聯(lián)網傳感之路

無電池物聯(lián)網傳感之路

隨著全球連接的物聯(lián)網傳感器設備的持續(xù)顯著增長，處理傳感器電池使用成本和處置是一個令人生畏的前景。此外，電池生命周期的開始——生產和回收電池的成本和能源消耗——正在加劇這一挑戰(zhàn)。

以可持續(xù)且經濟高效的方式部署物聯(lián)網傳感器端點是許多垂直市場組織的重要目標。尋找降低能源消耗和消除無線傳感器電池以提高效率的方法，將消除增加傳感器部署的障礙。

可操作數據和自動化：物聯(lián)網傳感的關鍵驅動因素

對許多終端用戶而言，降低能源消耗和提高效率的舉措至關重要?；ヂ?lián)物聯(lián)網傳感的使用是這些舉措的核心。一個例子是建筑材料中的傳感器，用于檢測常見的建筑問題，如霉菌、漏水和電氣熱點，以便在產生重大成本之前解決這些問題。傳感器的其他應用包括通過溫度和濕度監(jiān)測以及占用、遮陽和氣流來提高暖通空調性能和效率。

預計智能建筑中用于提高效率的無線傳感將從高端商業(yè)轉向主流住宅安裝。智能家居應用包括家庭環(huán)境監(jiān)控和安全。

庫存管理、資產跟蹤和生產線監(jiān)控的自動化是物聯(lián)網傳感應用有望顯著增長的關鍵領域。電動汽車將減少非安全關鍵元件的線束，并開始使用長壽命無線傳感。

物聯(lián)網傳感的應用列表不斷增長，終端用戶希望從流程和基礎設施的可操作數據和自動化中獲益。

一個關鍵要素：物聯(lián)網傳感器的高效無線連接

從傳感器節(jié)點的角度來看，解決電池使用問題的關鍵是大幅提高無線連接的電源效率。依靠現有的WLAN協(xié)議（如Wi-Fi）是有利的，可以避免投資和能源支出，以添加新的專有基礎設施來支持連接設備的大量增加。隨著低功耗芯片組的推出，Wi-Fi的電源效率已經取得了進步，但在許多情況下，這項技術的效率不足以滿足傳感應用的需求。

物聯(lián)網傳感的下一步是超低功耗無線連接，可以顯著延長電池壽命，如在傳感器產品的整個生命周期內，并最終實現無電池操作。在利用Wi-Fi基礎設施的同時，實現這種類型的無線連接能效，為終端用戶的可持續(xù)發(fā)展計劃和成本節(jié)約提供了一條可行的途徑。

Wi-Fi上的無源反向散射：無線電源效率的階梯式改進

無源反向散射是支持UHF RFID的基礎技術，但通過Wi-Fi實現，是一種顯著提高物聯(lián)網傳感能效的方法，同時還利用了現有的、無處不在的無線協(xié)議。作為一種超低功率射頻(RF)通信技術，無源反向散射依賴于檢測環(huán)境射頻信號（在上述情況下為Wi-Fi信號），從傳感器插入數據并將數據反射回Wi-Fi WLAN網絡中的Fi接收器。

無源反射的本質是允許極高的功率效率，因為沒有高功率無線電將傳感器數據傳輸回Wi-Fi網絡。使用無源反向散射的傳感器標簽可以部署在Wi-Fi網絡中，大大減少電池更換的次數，并且在某些應用中，支持在傳感器標簽的使用壽命期間使用單個電池。用較小的電池替換大電池以減小外形尺寸是這種方法的另一個優(yōu)勢。

無電池目標：超低功耗射頻通信支持環(huán)境電源的物聯(lián)網傳感

隨著各行各業(yè)開始采用物聯(lián)網傳感帶來的顯著效率提升，提高連接能效的需求將成為主要驅動力。最終實現環(huán)境電源傳感，其中物聯(lián)網傳感器可以依靠收集的能源供電，如射頻、太陽能、振動，這是實現無電池運行的目標。實現這一目標的關鍵是為物聯(lián)網連接提供超低功耗射頻通信技術。

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