能量采集技術在傳感器的應用

　　所有人都在談“物聯網”，但是如何才能為數以億計的通訊設備提供正常工作必需的電能呢？答案無疑是：能量采集。理由很簡單，能量采集技術可以讓傳感器從外在電源的束縛中釋放出來，*實現能量的自給自足，從而擺脫電線、電池的限制，開辟靈活多樣的應用。
　　
　　能量*，觸手可及，只需加以采集即可使用，這是能量采集的宗旨。如今，基于能量采集技術的無線無源解決方案在智能建筑自動化領域已相當成功，然而，這僅僅是能量采集技術應用的開始。未來，基于能量采集的無需電池的無線通訊技術將被應用于生活的方方面面，例如：結構健康監測（SHM）、水質監測、森林防火、智慧城市管理、醫療護理行業等等。
　　
　　“如果我們稍稍關注一下基于能量采集技術的無線無源解決方案的下一步研發進展，就會發現，這些應用的實現離我們并不太遙遠”德國易能森有限公司執行官Laurent Giai-Miniet表示：
　　
　　“基于能量采集技術，在樓宇智能領域，許多自供能的應用僅僅借助機械能、室內光能、溫差能等周圍環境中的微小能量，即可正常運作：比如無線無源開關、門窗磁、智能門窗把手、溫濕度傳感器、照度傳感器、人體紅外傳感器、智能暖氣閥，以及智能家居系統等。然而，能量采集技術的應用絕不于建筑自動化或者說樓宇智能領域。”
　　
　　當下，能量采集市場正在崛起，并以驚人的速度增長著。德國易能森有限公司的業務增長也反映了這點。上個季度，EnOcean無線無源模塊的銷量出現顯著增長，同時，我們預測這一增長勢頭將持續下去，特別是考慮到下一代能量采集無線無源解決方案即將推出。目前，新一代方案的開發包括：
　　
　　遠距離通訊
　　
　　下一代自供能無線通訊技術可實現10多倍于目前的信號傳輸距離，無線信號的傳輸距離可達到5公里。得益于傳輸距離的突破，新的應用，例如對距離要求較高的室外應用，都將成為可能。
　　
　　新的能量來源
　　
　　這一的遠距離無線通訊技術使用到改良版的能量轉換器，豐富了可采集轉換的能量來源。在不久的將來，我們會看到新的機械能（動能）轉換器，可將氣體、液體流動產生的動能轉換為電能。而這一突破將助力智能抄表領域。
　　
　　新的光能轉換器也會有很大的改進，太陽能板的尺寸更小，而轉換效率更高。再加上能量存儲效率的提升，由室內光能供電的設備充滿電后，有望在*黑暗的條件下正常工作幾個月，甚至一年。
　　
　　而溫差能的利用還處在較為初級的開發階段（已成熟的應用是利用金屬兩端的溫差），其中一個研發方向是采集白天與夜晚間的溫度差，為室外應用供能。
　　
　　隨著能量采集無線通訊技術的發展，新的應用領域也將出現切實可行的解決方案：
　　
　　結構健康監測（SHM）
　　
　　大型結構，如橋梁、隧道、大壩或鉆井平臺等，需要對抗來自天氣、地震、或者車流的強大外力。由光能、溫差能、或振動能供能的無線傳感器，可以*監測臨界參數，從而在出現異常值時報警，預防結構損壞/坍塌。類似的產品還可用于對雪崩、山體滑坡等自然災害進行報警。
　　
　　物聯網征程：能量采集的未來
　　
　　環境監測
　　
　　遠距離自供能無線傳感器可安置在戶外，為大面積區域內的農場動物及植物提供提前報警或監測，以快速應對環境變化。比方說，防止森林大火的蔓延，或者確保對植物/作物的*照護及水源供應。
　　
　　資源監測
　　
　　人類只有一個地球！因此，所有的資源都需要被保護并加以可持續利用。針對這點，無需電池的傳感器網絡可以采集所需數據，例如水質、水量、魚群的運動。另外，自供能的無線探測器還可以報告水、油、氣的泄露。
　　
　　智慧城市
　　
　　到2030年，60%的人口將生活在城市里1–相當于60億人。屆時，智能監控將成為城市*的功能，以協調人們的日常生活，防止城市陷入混亂。智慧城市應該包括交通的自動化控制、路燈、能源供給、物流、排水等等各個系統的智能運作。而實現如此龐大的工程，就需要數以百萬計的自供能的傳感器節點，收集并發送所需的數據。
　　
　　醫療護理
　　
　　是另外一個擁有廣闊前景的應用領域，良好的醫療護理可以顯著提高生活品質、安全感以及舒適度。這一領域的應用包括可監測生命機能及健康生活狀態的全新解決方案。目前已有自供能的手環原型產品，該手環可監測基本生命體征，而手環監測并發送無線信號的能量來源則是人體熱能。
　　
　　以上僅列舉了無需電池的無線通訊技術目前的一些研發領域。而實際上，能量采集技術的應用還可以更多，只要想想我們的日常生活，就會發現能量采集無線傳感器技術數不清的應用可能。作為走在能量采集無線傳感技術zui前沿的，德國易能森也堅信，能量采集技術將改變世界，讓綠色智能更加簡單。