無(wú)需需電池，能量采集技術(shù)魅力足

能量采集(energy harvesting)技術(shù)的發(fā)展至少已有20年的歷史，適合應用在建筑物監控、量測工具，以及安裝在不容易拆卸之處、專(zhuān)門(mén)監測建筑物結構狀態(tài)等方面的所謂“永久性裝置(perpetual devices)”。由于應用廣泛，該技術(shù)也逐漸受到產(chǎn)業(yè)界的重視。

那些永久性裝置的關(guān)鍵特性，就是他們能無(wú)限期執行任務(wù)，而且使用者不用擔心換電池的問(wèn)題。在美國加州嵌入式系統會(huì )議(Embedded Systems Conference)期間的一場(chǎng)能量采集技術(shù)座談會(huì )上，與會(huì )者針對二十年來(lái)該技術(shù)的發(fā)展歷程分享了不少意見(jiàn)；多數人都認為，無(wú)線(xiàn)與低功耗電子組件的發(fā)展，以及傳感器、MEMS等組件的演進(jìn)，是對今日能量采集技術(shù)造成基礎性變革的因素。

德州儀器(TI)的工程經(jīng)理Dave Freeman表示，低功耗電子組件與無(wú)線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，讓能量采集技術(shù)打開(kāi)在許多應用領(lǐng)域的“能見(jiàn)度”。伊利諾大學(xué)(University of Illinois)副教授Patrick Chapman也同意，由于無(wú)線(xiàn)通訊組件的功耗越來(lái)越低，是讓小型能量采集裝置終于找到“用武之地”的主要因素。

自動(dòng)化解決方案供貨商EnOcean的應用工程師Eugene You補充指出，無(wú)線(xiàn)組件的成本越來(lái)越低、讓永久性裝置的應用越來(lái)越廣泛，這也是量采集技術(shù)日益蓬勃發(fā)展的原因。電池制造商Cymbet的行銷(xiāo)副總裁Steve Grady還表示，使用能量采集裝置也會(huì )需要電力儲存設備，例如該公司正在開(kāi)發(fā)的一種長(cháng)壽命薄膜電池。

但無(wú)論是哪一種新技術(shù)，都需要有大量需求來(lái)推波助欄，才能降低技術(shù)的成本，并使該技術(shù)成為廣泛應用的主流；而能量采集技術(shù)的“殺手級應用”為何？

MEMS技術(shù)專(zhuān)家Perpetuum的業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監Keith Abate認為，答案是無(wú)線(xiàn)應用；TI的Freeman則指出，許多不同應用的“無(wú)線(xiàn)感測網(wǎng)絡(luò )”將會(huì )推動(dòng)能量采集技術(shù)的普及。而Cymbet的Grady將智能建筑(smart buildings)與智能監測(intelligent monitoring)方案視為能量采集技術(shù)的殺手級應用：“我認為各種經(jīng)濟振興方案將有助于增加能量采集技術(shù)的應用。”

伊利諾大學(xué)的Chapman透露，最近的技術(shù)新進(jìn)展讓MEMS傳感器未來(lái)可能變成具備能量采集技術(shù)的組件；而他認為，可能需要植入人體的醫療傳感器應用會(huì )是上述這類(lèi)能量采集組件的殺手級應用。而能量采集技術(shù)應用的“圣杯”，也就是該技術(shù)與無(wú)線(xiàn)組件或傳感器的結合。

透過(guò)能量采集裝置的協(xié)助，一套系統能收集/處理信息、或是傳送并分析其內容；而這類(lèi)信息的共通性也是一個(gè)需要關(guān)注的議題。對此Cymbet的Grady則認為，在該領(lǐng)域使用網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議(IP)是合適的，如此一來(lái)，收集自不同無(wú)線(xiàn)感測網(wǎng)絡(luò )的資料就能整合在一起。

不過(guò)使用IP的問(wèn)題在于，這對無(wú)線(xiàn)組件的耗電量太大，此外如果使用IP，就需要為成千上萬(wàn)個(gè)傳感器都指定一個(gè)IP地址。而針對各種無(wú)線(xiàn)感測網(wǎng)絡(luò )開(kāi)發(fā)標準通訊協(xié)議的工作，目前還僅在起步階段。

Grady表示，無(wú)線(xiàn)感測網(wǎng)絡(luò )可使用的技術(shù)，包括Wi-Fi、藍牙(Bluetooth)、ZigBee等等；但若缺乏共通性，恐怕難以形成真正的能量采集殺手級應用。