采用TI超低功耗技術(shù)的AdaptivEnergy 無(wú)線(xiàn)遠程傳感解決方案使能量收集成為現實(shí)

　　AdaptivEnergy 公司推出采用 Joule-Thief? 技術(shù)開(kāi)發(fā)的演示套件，用于進(jìn)行能量收集，并為德州儀器 (TI) 超低功耗 MSP430 微控制器 (MCU) 與 RF 技術(shù)進(jìn)行采集數據、控制系統操作或將感測數據傳輸至中心采集站提供核心動(dòng)力。該套件充分展示了能量收集與射頻 (RF) 技術(shù)在無(wú)線(xiàn)傳感、監控或環(huán)境智能等方面的卓越優(yōu)勢。Joule-Thief 能量收集器是基于 AdaptivEnergy 公司 Ruggedized Laminated Piezo (RLP?) 技術(shù)之上。該技術(shù)能夠使緊湊型能量收集模塊為無(wú)線(xiàn)傳感器等應用提供核心動(dòng)力。這些無(wú)線(xiàn)傳感器可用于在無(wú)線(xiàn)或無(wú)需電池的情況下收集環(huán)境智能信息，對工廠(chǎng)、汽車(chē)、辦公大樓、家庭及其它環(huán)境中的危險情況進(jìn)行檢測并報告。

　　潛力巨大的新興市場(chǎng)

　　根據 Darnell集團的統計數據，全球用于無(wú)線(xiàn)傳感系統的能量收集解決方案市場(chǎng)潛力巨大。預計到 2013 年這一市場(chǎng)的規模將達到約1.64 億套，年復合增長(cháng)率近 65%。能量收集是低功耗技術(shù)一個(gè)重要的新興領(lǐng)域，不僅可通過(guò)風(fēng)能與太陽(yáng)能系統滿(mǎn)足大規模的能源需求，而且還可滿(mǎn)足傳感器網(wǎng)絡(luò )等小規模需求。該技術(shù)充分利用建筑、車(chē)輛以及機械內部固有的振動(dòng)產(chǎn)生或收集能量，從而在無(wú)線(xiàn)和沒(méi)有電池的情況下也能驅動(dòng)傳感器。例如，借助于Joule-Thief 技術(shù)，傳感器可從大橋上的車(chē)輛所產(chǎn)生的隆隆振動(dòng)中收集能量，然后將該數據從大橋上所有的無(wú)線(xiàn)傳感器傳輸至采集點(diǎn)，以便在采集點(diǎn)通過(guò)對數據進(jìn)行分析來(lái)監測橋體結構的穩固程度 (structural soundness)。

　　能量收集變得成本低廉而又簡(jiǎn)單易行

　　過(guò)去，向傳感器－發(fā)送器網(wǎng)絡(luò )系統供電需要花巨資安裝線(xiàn)路或定期更換電池。但是，在難以到達或危險的區域中采用有線(xiàn)傳感器收集數據也許是不可行的，甚至會(huì )在線(xiàn)路安裝和電池更換過(guò)程中造成人員傷亡。而如今，AdaptivEnergy 公司的Joule-Thief 技術(shù)不僅使遠程結構與安全監控變得簡(jiǎn)單易行，同時(shí)還顯著(zhù)降低了相關(guān)程序的成本。

　　Joule-Thief 技術(shù)完美結合了 AdaptivEnergy 獨特的應力-偏壓 (stressed-biased) RLP 能量收集束，可將振動(dòng)或運動(dòng)轉換成可用的電能。與壓電型能量收集器件相比，RLP 智能能量束 (RLP Smart Energy Beam) 允許超過(guò)十倍的應力作用于壓電陶瓷，從而產(chǎn)生更多可供系統使用的轉換電源。除了直接傳感運動(dòng)外，這種多功能的設計還可接受來(lái)自外部傳感組件的輸入，有助于檢測橋梁與高層建筑物中的應力、工廠(chǎng)設備的損耗程度、汽車(chē)以及其他多種環(huán)境條件下的過(guò)熱、危險化學(xué)品以及不安全狀況等。

　　基于由 MSP430F2274 微控制器與 CC2500 RF 收發(fā)器所組成芯片組之上的工作智能與通信對 RLP智能能量束與電子收集設備形成了有益補充，從而使 Joule-Thief 設計能夠從電容器中存儲的電荷中獲取盡可能多的處理與傳輸。MSP430 微控制器在工作與待機模式下?lián)碛袠I(yè)界領(lǐng)先的超低功耗特性，可針對更出色的低功耗/高性能解決方案實(shí)現不到 1 微秒的快速喚醒。

　　片上系統 (SoC) 與諸如模數轉換器 (ADC)、定時(shí)器、比較器以及各種存儲器配置等 MSP430 微控制器外設的集成，不僅有助于A(yíng)daptivEnergy節省空間并降低電路板成本，同時(shí)還使其能夠構建適用于各種環(huán)境智能應用的免維護無(wú)線(xiàn)傳感器。TI的 CC2500RF 收發(fā)器在 2.4GHz 范圍內運行，從而使其正好適用于可靠的低成本數字無(wú)線(xiàn)應用。

　　采用 Joule-Thief 演示套件與 eZ430-RF2055 開(kāi)發(fā)工具可快速開(kāi)展工作

　　AdaptivEnergy 提供的 Joule-Thief 能量收集演示套件包含采用火柴盒大小封裝的 RLP 智能能量束以及收集與存儲電子設備，使開(kāi)發(fā)人員可輕松從振動(dòng)中研究能量的收集。此外，AdaptivEnergy 還提供 TI的eZ430-RF2500 微控制器開(kāi)發(fā)工具，其包括開(kāi)發(fā)整套無(wú)線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )所需的所有軟硬件以及以 USB 棒狀盒形式配套提供的、針對系統內編程與調試的仿真器。通過(guò)結合使用 Joule-Thief 套件與 eZ430-RF2500 微控制器工具，開(kāi)發(fā)人員可擁有一整套用于設計由環(huán)境振動(dòng)驅動(dòng)的低成本、低功耗無(wú)線(xiàn)傳感器系統。

　　AdaptivEnergy 已與眾多目前采用 Joule-Thief 設計的業(yè)界領(lǐng)先系統開(kāi)發(fā)商達成合作協(xié)議，共同研發(fā)將在未來(lái)一至兩年內面市的高級傳感應用。此外，AdaptivEnergy 還與負責為美國情報界發(fā)現創(chuàng )新技術(shù)的 In-Q-Tel 公司達成戰略協(xié)議。

　　TI 全系列微控制器產(chǎn)品支持業(yè)界創(chuàng )新

　　從 MSP430 平臺的超低功耗 16 位 MCU 到行業(yè)標準的 32 位 MCU 乃至高性能 TMS320C2000? 控制器平臺，TI提供了最全面的嵌入式控制解決方案。通過(guò)充分利用 TI 全面的免費軟件和低成本硬件工具，以及廣泛的第三方供應與技術(shù)支持，設計人員能夠顯著(zhù)加速設計方案的上市進(jìn)程。