小傳感器節點(diǎn)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中的大應用

　　在脫離電網(wǎng)的情況下，如何才能實(shí)現系統的自主運行?答案是將系統的運行功耗降到足夠低的程度，同時(shí)充分利用能量采集或者電池供電維持運轉，直到傳感器被淘汰也無(wú)需充電，這樣的系統才是真正意義上能夠自主運行的系統。當用戶(hù)有需求時(shí)，系統能夠不斷提供所需的數據和測量值，而且幾乎不需要任何人工干預。

　　自主系統的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)在于其內置傳感器能夠有效的傳輸和報告采集到的數據。如果一個(gè)傳感器僅僅能夠采集大量的數據而無(wú)法將這些數據或基于數據所做的決策傳輸出去，這樣的傳感器是毫無(wú)意義的。此外，由于這類(lèi)傳感器并未接入電網(wǎng)或者往往通過(guò)遠程控制，它們就只能依靠無(wú)線(xiàn)的方式進(jìn)行數據傳輸。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時(shí)代的到來(lái)改變了這一現狀。

　　如今，借助全動(dòng)力自主傳感器以及其周?chē)腎oT網(wǎng)絡(luò )，工程師可以在任何地方安裝傳感器來(lái)進(jìn)行全方位監視，例如通過(guò)傳感器監測車(chē)輛不同部位的振動(dòng)和橋梁的完整性，甚至是衛星在外太空的定向。

　　圖1的太陽(yáng)能骰子就是自主傳感器的一個(gè)應用示例。通過(guò)6塊太陽(yáng)能面板，這個(gè)骰子能夠完全利用采集到的光能供電運行，而房間里的基本照明就能夠為采用這類(lèi)傳感器節點(diǎn)的器件提供充足的電能。這個(gè)骰子中運用到了超低功耗的加速計和CC430收發(fā)器，當然最重要的還有電源。

　　圖1. 太陽(yáng)能骰子是IoT領(lǐng)域中經(jīng)優(yōu)化的超低功耗傳感器節點(diǎn)

　　當投擲骰子時(shí)，系統就會(huì )被喚醒，同時(shí)將搜集到的數據發(fā)送到個(gè)人電腦的USB接收器。您也許會(huì )有疑問(wèn)，骰子能夠搜集什么數據呢?其實(shí)是關(guān)于骰子朝向的信息，如此一來(lái)就可以根據骰子的朝向來(lái)確定擲出的點(diǎn)數。不過(guò)，這個(gè)骰子唯一的不足在于它需要在骰子擲出之后才能報告數據。否則，這種類(lèi)型的傳感器一定會(huì )在全世界的賭場(chǎng)中大展拳腳。

　　也許您又會(huì )質(zhì)疑，這樣的骰子到底和傳感器節點(diǎn)有什么關(guān)系?其實(shí)太陽(yáng)能骰子只是一個(gè)應用示例，它展示了如何利用經(jīng)優(yōu)化的超低功耗器件進(jìn)行感測并報告數據。例如，當工程師在設計衛星時(shí)，這類(lèi)傳感器節點(diǎn)就非常適用，它能夠用來(lái)監測衛星的運行方向，同時(shí)不需要接入電網(wǎng)，直接利用能量采集為其供電。

　　此外，如果想要測量車(chē)輛的振動(dòng)，基于超低功耗太陽(yáng)能骰子的設計理念，工程師能夠采用更廉價(jià)、更輕便以及更小巧的導線(xiàn)來(lái)為每個(gè)傳感器供電。同時(shí)，由于數據是通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸的，所需的導線(xiàn)數量也會(huì )相對更少，而實(shí)現這一切僅需要將太陽(yáng)能骰子中的加速計替換成振動(dòng)傳感器而已。