能量收集技术突破，物联网免维护时代到来

物联网应用的障碍之一是为物联网供电，对于许多物联网应用，有线电源不切实际，电池电源需要定期更换电池，而这可能会造成更复杂的运维。能量收集是一项功能逐步增强的技术，它打开了新的物联网应用大门。

为了使能量收集切实可行，必须包含三个要素。首先是要让IoT设备本身具有低功耗，这又包括两个部分：处理器所需的功率以及从设备到服务器或集线器的无线通信所需功率；如果应用程序允许进行有线连接，则可以通过该连接来供电。所需的第三个要素是提供足够的能量来满足设备的电源需求。

低功耗具有悠久的历史。现在，有许多微控制器可以以极低的功耗运行，特别是如果它们将大部分时间都花在“睡眠”上并且可在执行任务时快速激活。

低功耗通信的要素是最近进行的创新。Sequans的Monarch LTE-M / NB-IoT芯片就是一个例子，它提供了处理器和无线电的低功耗组合。该公司最近将其芯片与e-peas AEM10941 IC太阳能收集模块配对，以提供一个演示系统，该系统可由室内安装的头顶照明以及室外的太阳能供电。e-peas捕获，存储和调节来自光电管的能量，将能量提供给Sequans的器件。这允许为传感器系统供电，以收集环境数据并定期将其报告给服务器，而无需任何电池。

能量收集领域也进行了创新。开关制造商采埃孚（ZF）最近推出了一种用于门窗的紧凑型机械开关，每当门或窗打开或关闭时，该开关都会产生能量（图1）。该设备使用开关动作为电磁感应发电机短暂供电。产生的能量足以使小型处理器和无线电组合使用EnOcean 3.0协议向智能家居集线器发送数据，以报告门或窗的活动。

开关可捕获电磁感应产生能量脉冲，足以为小型无线发射器供电，以进行数据发送。资料来源：ZF

这些示例说明了能量收集应用可能使用的两种关键方法。在第一个示例中，不断收集和存储能量，直到有足够的能量来完成所需的任务。在不使用电池的情况下运行，需要使用电容式储能器。在第二个示例中，能量是由系统检测的事件生成的。它将运动的能量转换为电能并立即使用。供电时既事件发生时。

尽管仍在逐步取得进步，但能量收集技术仍未达到物联网系统可以连续供电和连接的地步。但是对于定期或事件驱动的通信已足够的应用，该方法提供了一个机会，可在不确定的生命周期内完全不依赖电池。