節能：有條件的自我救贖

        Microchip高級單品級架構部資深產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Jason Tollefson認為未來(lái)機遇主要存在于電表、太陽(yáng)能逆變器和能量采集這三個(gè)領(lǐng)域。新型電表需要允許本地發(fā)電設備與電網(wǎng)連接，并且必須是智能電表，能夠跟蹤發(fā)電量、為多費率計價(jià)提供精確時(shí)間，并將這些數據傳送到公共事業(yè)公司。實(shí)施高效太陽(yáng)能逆變器可以限制與直流-交流轉換相關(guān)的損耗，單片機通常在提高其效率方面能發(fā)揮重要作用。最終，企業(yè)會(huì )設法向無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )遷移。能量采集和超低功耗電子設備使部署無(wú)電池解決方案成為可能，從而推動(dòng)這一轉變進(jìn)程。

　　對于新能源技術(shù)來(lái)說(shuō)，富士通半導體王韻也承認，能量轉換和回收技術(shù)非常重要。如何利用室內燈光給電池充電?如何將走路時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)能量回收回來(lái)?富士通半導體早在多年前就開(kāi)始針對能量轉換和回收技術(shù)進(jìn)行研究和技術(shù)積累。已經(jīng)開(kāi)始在超低照度能量轉換、震動(dòng)能量轉換方面做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。將在年內推出相關(guān)的芯片產(chǎn)品。

　　關(guān)于能量收集技術(shù)，凌力爾特公司已經(jīng)將其付諸現實(shí)，Tony Armstrong介紹，能量收集的概念已經(jīng)問(wèn)世 10 多年了。不過(guò)，在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現的環(huán)境能源供電系統一直笨重、復雜且昂貴。然而，也有一些市場(chǎng)成功地采用了能量收集方法，包括交通基礎設施、無(wú)線(xiàn)醫療設備、輪胎壓力檢測和樓宇自動(dòng)化。尤其是在樓宇自動(dòng)化系統中，諸如占位傳感器、恒溫器甚至電燈開(kāi)關(guān)等產(chǎn)品，已經(jīng)去掉了通常與安裝這些產(chǎn)品有關(guān)的電源或控制線(xiàn)，并轉而使用了本地的能量收集系統。

　　采用能量收集技術(shù)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可以在大樓中將任何數量的傳感器連接到一起，以在整幢大樓或某些房間未使用時(shí)，通過(guò)調節溫度或關(guān)掉非必要區域的電燈，以降低 HVAC 及電力成本。此外，與布設長(cháng)長(cháng)的電源線(xiàn)或更換電池所需的日常維護相比，能量收集電子產(chǎn)品的成本常常更低，因此，采用能量收集供電方法，顯然有經(jīng)濟益處。

　　不過(guò)，如果每個(gè)節點(diǎn)都需要自己的外部電源，那么無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的很多優(yōu)點(diǎn)就都失去了。盡管事實(shí)上，不斷發(fā)展的電源管理方法已經(jīng)使電子電路能在給定電源情況下工作更長(cháng)時(shí)間，但是這種工作時(shí)間的延長(cháng)仍然受到限制，而能量收集電源則提供了一種能起補充作用的方法。因此，能量收集通過(guò)將本地環(huán)境能源轉換成可用電能，而成為一種給無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)供電或者補充無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的方法。

　　目前，所有無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)都能在幾百 µW 至幾十 mW 的功率范圍內工作，因此用非傳統電源為無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)供電是可行的。這已經(jīng)導致了能量收集電源的使用，這類(lèi)電源在使用電池不方便、不實(shí)際、昂貴或危險的系統中，為給電池充電、補充或取代電池而供電。顯然，如果電池更換周期可以從兩年延長(cháng)至 5 到 7年，那么將能顯著(zhù)地節省維護費用。

　　最新和現成有售的能量收集產(chǎn)品，例如振動(dòng)能量收集產(chǎn)品和室內光伏電池，在典型工作條件下，可產(chǎn)生 mW 量級的功率。盡管這個(gè)量級的功率也許看起來(lái)用處有限，但多年來(lái)收集組件的工作可能意味著(zhù)，無(wú)論從能量提供還是從每能量單位的價(jià)格上看，能量收集產(chǎn)品與壽命很長(cháng)的主電池的作用大致相似。此外，采用能量收集的系統在電量耗盡后，一般能再充電，而由主電池供電的系統則不可能做到這一點(diǎn)。