能量采集

能量采集的发展有两个焦点：一方面，要着眼能量转换本身（该技术尚未成熟，但不久以后会涌现大量应用）；另一方面，业界正在研究超低功耗传感器节点器件，nA级的功耗对电池寿命的影响极小。

如果你的物联网项目不是机器人或机器工具，那么它可能是（或包含有）远程传感器节点。它将会使用小型化电池为自身供电。理想情况下，物联网项目中采用能量采集技术为的是完全去掉电池。更有可能的情况是，所采集的能源是用来补充电池输出，从而使电池使用时间更长。因此，能量采集的发展有两个焦点：一方面，要着眼能量转换本身（该技术尚未成熟，但不久以后会涌现大量应用）；另一方面，业界正在研究超低功耗传感器节点器件，nA级的功耗对电池寿命的影响极小。

具有讽刺意味的是，一些远程传感器节点被称为“能量采集器”（在某些产品资料中称为“EH”）。它们使用只需很小电流就可工作的器件——如μA/MHz级功耗的微处理器。EH开发套件的发展主题不是将环境能量转换为可用直流电压的技术，而是传感器、信号调理IC、微功耗控制器和通信端口等超低功耗系统器件，从而使电池显得可有可无。

对于很多人来说，第一次接触能量采集可能是在早期使用太阳能便携式计算器的时候，虽然如今这种类型的计算器已不再是主流，但是它所使用的技术和理念仍然应用于我们的日常生活中。目前，我们在许多的应用中都能看到能量采集的身影，例如传感器节点、风力涡轮机和室内供能应用等。不过，即使对于这项技术的讨论较之前已经有了很大的发展，当涉及到能量采集时，开发人员仍然面临着与数十年前一样的挑战。

为了在不带来负面影响的情况下产生出所需的能量，通常需要一块物理尺寸很大的太阳能板和一套巨大的热能采集装置，或者是通过设备发出不同频率范围的振动来获得能量，而一切都是由所使用的系统决定。因此，在很多情况下，这个系统的成本甚至会超过取代传统电源所带来的优势。当然，如果由于某些因素必须忽略这些限制的话，也会有例外的情况。例如，在电力线无法到达的偏远地区，风能或太阳能采集可以为电池供电系统提供一个可行的替代能源，尽管这种方法的初始成本会比较高。

下面让我们来看一看目前能量采集解决方案所面临的几个重大挑战。

<font color="#FF8000">作者：Eiji Fukawa （就职于赛普拉斯半导体公司 ）</font>

近年来，新的可穿戴设备，如智能手表和智能眼镜等一直不断地出现在我们的生活中。要弄清可穿戴设备应用的潜力，我们只需观察全球市场的可穿戴设备数量——该数字预计将从2013年的560万增长到2020年的1.24亿（见图1）。有几个因素正在推动这一增长。在大多数发达国家，智能手机市场几乎已经饱和，各制造商已经开始研发能够开创全新发展趋势的设备，如能够连接作为外围设备的可穿戴设备。物联网（IoT）的出现也推动了这一发展趋势。同时，半导体技术使得具有更多功能、更小型化的设备以更高速度生产，也推动了上述发展趋势。

<font color="#FF8000">作者：Greg Quirk 贸泽电子</font>

能量采集行业一直发展迅猛。预计到2020年，能量采集元件市场将由2009年时的7950万美元发展为超过40亿美元的规模，年平均增长率超过73%，这将是一个重大的突破。在当前市场中处于领先地位的主要是欧洲、北美、日本和中国市场。

公司选择投资能量采集市场的原因有很多，其中有一些便是为了降低电力系统相关的成本。而根据系统的使用寿命，即使没有回收的能量不显著，但是从长远来看，使用能量采集所需的前期成本也是一定有回报的。

使用可替代能源是延展工业系统使用寿命的一种方法。使用不同类型的能源便可将应用设备放置在难以触及的区域，并在不需要维修的情况下运行更久的时间，且不必改变系统电池或固线的能量。

能量采集最为关键的应用之一便是无线传感器。无线传感器在很多领域已经进行了开发，尤其是智能仪表行业。但随着技术的发展，应用趋势逐步上升，使用能量的新方法便应运而生。