幾年前，物聯(lián)網(wǎng)突然出現在全球視野中，人們對此充滿(mǎn)期待，期待它如何萬(wàn)物互聯(lián)并改變這個(gè)世界。專(zhuān)家對物聯(lián)網(wǎng)的規模做了許多瘋狂的預測。例如，思科預測2015年接入到物聯(lián)網(wǎng)中的設備數量將達到250億，到2020年預估會(huì )翻番，但有不少人產(chǎn)生懷疑。為了驗證這些疑問(wèn)，有關(guān)機構選取了某一接入物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)達地區，計算了實(shí)際連接物聯(lián)網(wǎng)設備的數量按比例遠遠低于預測的數字。

  影響物聯(lián)網(wǎng)設備數量最大的因素是供電方式，它困擾和阻礙著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，想象一下用有線(xiàn)電源和電池為數十億臺物聯(lián)網(wǎng)設備供電這樣的規模就已經(jīng)很夸張了，如果有更好的能源解決方案那更難想象它的體量了。了解物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵特性：經(jīng)濟性、便利性和覆蓋范圍。但現今卻要被必須使用電池供電的美好物聯(lián)網(wǎng)繁榮景象所束縛。很明顯，物聯(lián)網(wǎng)設備需要更輕巧、更快速的電源解決方案供電。眾所周知，一些綠色電源解決方案已經(jīng)很成熟，但它們并不完全符合為超小型低功耗MCU和傳感器供電的要求。它們需要一種能夠滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備，非常特殊的綠色能源來(lái)替換。

能量收集技術(shù)

  正是在這種需求下，我們似乎找到了神丹妙藥 — 能量收集技術(shù)。能量收集技術(shù)為我們構造了不受電池使用限制的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

這個(gè)技術(shù)其實(shí)很易理解 — 我們周?chē)�的環(huán)境充滿(mǎn)了有各種各樣的能量，包括：地熱、太陽(yáng)能和振動(dòng)等產(chǎn)生的能量，其中大部分都有被使用，但就是沒(méi)找到一種方法來(lái)收集這些能量并用它來(lái)為超小型設備供電。 

  由于它受所處環(huán)境下或者自身體積限制不便使用太陽(yáng)能或振動(dòng)等產(chǎn)生的能量，所以就需要用到一種特殊物體—無(wú)線(xiàn)電波，它消除了線(xiàn)材、空間和日照的約束，不論在哪里、什么時(shí)間都存在。而且無(wú)線(xiàn)電波有低頻電波、高頻電波和超高頻電波，它發(fā)射的能量也是不同的。這種能量可以是任何類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)電波，例如由 TV/FM 電臺、WiFi路由器、蜂窩基站或雷達發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電波�？傊�，由無(wú)線(xiàn)電波發(fā)射而收集的能量轉化成電能，這里統稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)獲能（RF Energy Harvesting）。

無(wú)線(xiàn)獲能 - 基礎知識

  僅僅對無(wú)線(xiàn)獲能的基本印象就應該讓您清楚地了解為什么它會(huì )像某些綠色能源解決方案吸引如此巨大的目光。無(wú)線(xiàn)電波無(wú)處不在，而且你根本無(wú)法避免繞開(kāi)它們。此外，無(wú)線(xiàn)獲能技術(shù)特別適合物聯(lián)網(wǎng)設備的特殊需求：超小型體積，并且通常設計為在極其惡劣的偏遠地區運行。在許多情況下，傳感器是嵌入式系統(如體內健康監視器或其他工業(yè)解決方案)的一部分，它們無(wú)法進(jìn)行維護或更換電池,只有通過(guò)無(wú)線(xiàn)獲能技術(shù)為其提供電能。

  這使得無(wú)線(xiàn)獲能技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)設備近乎理想的電源解決方案。它能從電池的這種電源解決方案中超越的另一個(gè)原因是，無(wú)線(xiàn)電波基本是零成本且隨時(shí)隨地能獲取。如果使用電池的話(huà)，無(wú)論它們多便宜或耐用，但積累到一定數量和年限，都會(huì )有成本高昂且使用壽命的問(wèn)題。想想在一套包含數百甚至數千個(gè)節點(diǎn)的物聯(lián)網(wǎng)項目中，對這些電池進(jìn)行維護、充電或更換是一件多么令人頭疼的工作。 

無(wú)線(xiàn)獲能如何工作？

  根據特定應用的預期功能和細節，無(wú)線(xiàn)獲能系統的設計可能會(huì )有所不同。有幾種構建無(wú)線(xiàn)獲能器的方法——但從根本上說(shuō)，所有能量收集系統都基于一些通用組件和工作原理。

智漢科技研究團隊開(kāi)發(fā)的這套無(wú)線(xiàn)獲能解決方案，包含一個(gè)轉化單元，用于收集來(lái)自無(wú)線(xiàn)電波發(fā)射源的能量并將其轉換為電能，第二部分就是電能儲能單元，它包含電壓變化監控器和儲能電容器。第三個(gè)組成部分是處理所產(chǎn)生電能的調節管理，這一部分將轉化的電能調節為恒定值的電壓，調節器可能包括調節器和復雜的控制電路，它們可以根據實(shí)時(shí)電力需求和電力可用性智能地管理和分配電力。

  這三個(gè)組成部分串聯(lián)起整套無(wú)線(xiàn)獲能電路模組，這個(gè)模組型號就是R915PW，它是一款收獲射頻能量將其轉化為2-5V直流電壓的設備，智漢科技設計的915MHz高增益天線(xiàn)，空曠演示距離可以達到10m�？梢怨┑凸�耗設備比如低功耗MCU、傳感器、BLE藍牙和LED指示燈工作。具有在惡劣環(huán)境或者不便供電的領(lǐng)域實(shí)現遠程供電等領(lǐng)域。

特性

• 高轉化效率

• 輸出電壓可設置，通過(guò)采樣電阻

• 最低可達-10dBm的輸入功率

• 寬頻率操作范圍300MHz-2.4GHz

• 低射頻能量，長(cháng)距離能量變換

• 300MHz to 2500MHz（頻率可設）

  此無(wú)線(xiàn)獲能模組R915PW特別適用于智漢科技開(kāi)發(fā)的

總結

  無(wú)線(xiàn)獲能為物聯(lián)網(wǎng)供電解決之路帶來(lái)重大的意義，它解決了超低功耗及無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)設備供電問(wèn)題。實(shí)現了零成本、不間斷供電以及綠色可持續發(fā)展的愿景。

  但無(wú)線(xiàn)獲能不會(huì )影響和降低研發(fā)人員對低功耗應用的設計價(jià)值追求，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)邊緣應用中，人們將始終關(guān)注于以最低功耗實(shí)現計算能力最大化。