傳感器在工廠里，就像工廠地上的油污一樣常見(jiàn)。傳感器經(jīng)過(guò)幾代發(fā)展，它們的設(shè)計(jì)往往遵循三個(gè)規(guī)則：對(duì)被測(cè)量的屬性敏感；對(duì)其它的屬性不敏感；并且不影響被測(cè)量的屬性。但是，隨著所有其它的物體都接入了互聯(lián)網(wǎng)，這三條規(guī)則似乎將只適用于傳感器的數(shù)據(jù)收集端。

　　被稱(chēng)為物聯(lián)網(wǎng)的萬(wàn)物互聯(lián)潮，帶給我們這樣的景象——洗衣機(jī)將不斷的發(fā)送有用的數(shù)據(jù)至制造商的計(jì)算機(jī)。不過(guò)實(shí)際上并非只是電器或者工廠設(shè)備與計(jì)算機(jī)的互聯(lián)。真正的物聯(lián)網(wǎng)，是傳感器連接、嵌入并指向一切制造的“產(chǎn)品”，并將它們聯(lián)接入網(wǎng)。這些傳感器都集成數(shù)字處理器，它們要比之前的模擬傳感器復(fù)雜得多。

　　MEMS傳感器也常應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)器件。這些微型加速度計(jì)、陀螺儀和磁力計(jì)，是那些消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格區(qū)間的便攜設(shè)備實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)追蹤和位置感知的關(guān)鍵技術(shù)。它們的功耗要大于或等于那些被動(dòng)傳感器。

　　這些傳感器都需要能源維持運(yùn)行。我們無(wú)法想象，在未來(lái)的工廠里到處都是電線，在為那些實(shí)現(xiàn)機(jī)器互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器供電。我們同樣也不會(huì)想去為它們更換電池，傳感器的數(shù)量太多也太麻煩。新一代的智能、物聯(lián)網(wǎng)傳感器需要新的供能方法。

　　能量收集

　　麥姆斯咨詢認(rèn)為電池供電的傳感器節(jié)點(diǎn)，無(wú)法完全滿足物聯(lián)網(wǎng)傳感器的所有要求：壽命、成本、可靠性和傳輸覆蓋范圍。市場(chǎng)上出現(xiàn)了新一代利用熱能和動(dòng)能的技術(shù)，它們將環(huán)境能源轉(zhuǎn)換為電能，為數(shù)字傳感器內(nèi)建了電力來(lái)源?？衫玫哪芰縼?lái)源有光能、熱能、磁場(chǎng)以及動(dòng)能。這種技術(shù)被稱(chēng)為能量收集。

能量收集主要能量來(lái)源

　　根據(jù)伊利諾伊理工大學(xué)（Illinois Institute of Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)IIT）Purushottam Kulkarni的研究，利用再充電和性能參數(shù)的調(diào)整，能量收集傳感器節(jié)點(diǎn)有潛力解決壽命和性能這兩個(gè)矛盾的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　市場(chǎng)對(duì)自我供能的傳感器需求增長(zhǎng)越來(lái)越快。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司Markets & Markets的數(shù)據(jù)，2015年能量收集傳感器的市場(chǎng)總量為9.74億美元，Markets & Markets預(yù)測(cè)，從現(xiàn)在到2022年，能量收集傳感器市場(chǎng)的復(fù)合年均增長(zhǎng)率將達(dá)19%。

自供能無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

　　賓夕法尼亞州立大學(xué)是眾多研究物聯(lián)網(wǎng)供能的研究機(jī)構(gòu)之一，其核和機(jī)械工程學(xué)院的Aman Haque教授稱(chēng)這是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。Aman Haque 說(shuō)：“預(yù)計(jì)到2025年，基本上所有的東西都有其自己的IP地址，就像我們的電腦一樣，而且它們將能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。”由于這些新型數(shù)字傳感器節(jié)點(diǎn)需要收發(fā)數(shù)據(jù)，這提高了它們的功耗。Haque和他的團(tuán)隊(duì)，正在為這些新型數(shù)字傳感器開(kāi)發(fā)新的供能方法?！斑@項(xiàng)研究的挑戰(zhàn)在于，如何幾乎是‘從無(wú)到有’地得到非常少量的能量，” Haque說(shuō)，“我們要利用光能，可是光強(qiáng)很低。我們要利用熱能，可環(huán)境溫度可能僅有人體體溫這么高?！?

　　Haque的團(tuán)隊(duì)正專(zhuān)注于從非常低強(qiáng)度的能量來(lái)源收集能源，經(jīng)濟(jì)的為無(wú)線傳感器供能。可利用的能量來(lái)源包括光能、熱能、磁場(chǎng)和動(dòng)能。在大學(xué)內(nèi)做研究的同時(shí)，Haque已經(jīng)成立了一家創(chuàng)業(yè)公司，將他們開(kāi)發(fā)的能量收集技術(shù)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

　　產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者EnOcean公司

EnOcean公司提供多種支持全球通用頻段的能量收集無(wú)線傳感器

　　EnOcean公司是新興的能量收集無(wú)線傳感器產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者之一。這家位于德國(guó)上哈興的公司，可能擁有著最久遠(yuǎn)的傳感器能量收集技術(shù)專(zhuān)利。這家從西門(mén)子獨(dú)立出來(lái)的公司，目前在銷(xiāo)售動(dòng)能、太陽(yáng)能和熱轉(zhuǎn)換的能量收集產(chǎn)品。為滿足全球兼容性，其傳感器的數(shù)據(jù)發(fā)送頻段為最常用的868MHz、 902MHz和 928MHz。每個(gè)無(wú)線電信號(hào)占用信道的時(shí)間是1毫秒，傳輸速率125KB/s。每個(gè)傳感器模塊都有一個(gè)唯一的32位身份識(shí)別碼。EnOcean首席執(zhí)行官Wald Siskens說(shuō)：“無(wú)需電池的無(wú)線傳感器打開(kāi)了人們生活中許多不同領(lǐng)域的大門(mén)?！?