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Wi-Fi供電:物聯(lián)網(wǎng)傳感器電池的終結(jié)?
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/9/2

利用Wi-Fi或藍(lán)牙無線電波中固有的能量為遠(yuǎn)程,無線,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器供電,并同時與設(shè)備進(jìn)行通信,這是IoT需求清單上的一大亮點。優(yōu)點是無需電池,從而降低了成本,尺寸和重量。


一些科學(xué)家說,功能上實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵是將交流波形轉(zhuǎn)換為直流電壓,并結(jié)合使用新材料。麻省理工學(xué)院的研究人員以及一些合作者說,他們在這一領(lǐng)域取得了突破。有趣的是,它還包括擴(kuò)展?jié)摿Α?/p>


“如果我們能夠開發(fā)出包裹在橋梁上或覆蓋整條高速公路或辦公室墻壁的電子系統(tǒng),并將電子情報帶入我們周圍的一切,該怎么辦?” 麻省理工學(xué)院新聞中的一篇文章說,電氣工程和計算機(jī)科學(xué)系教授,麻省理工學(xué)院/ MTL微系統(tǒng)技術(shù)實驗室石墨烯設(shè)備和2D系統(tǒng)中心主任TomásPalacios說。


帕拉西奧斯(Palacios)說,“整流天線”(即交流信號至直流電源設(shè)備的稱呼)如果由特殊的,耦合原子厚的2-D稱為二硫化鉬(MoS 2)的材料制成,則可以有效地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。從常規(guī)無線設(shè)備向DC發(fā)出信號,從而產(chǎn)生可用的功率,并且如果需要,他們可以大規(guī)模地使用它。


研究人員認(rèn)為,使用其中一個整流天線收獲150微瓦的功率(典型Wi-Fi信號的功率水平)可以產(chǎn)生大約40微瓦的電能,足以為芯片供電。他們說,將系統(tǒng)縮放到車輛,數(shù)據(jù)中心大廳或類似大小的設(shè)置是可能的,部分原因是它們的MoS 2材料薄而靈活,將產(chǎn)生相應(yīng)的功率。


研究人員還說,這種非剛性,免電池的系統(tǒng)比其他人嘗試使用整流天線要好,因為它們可以捕獲“日!毙盘,例如“ Wi-Fi,藍(lán)牙,蜂窩LTE等”。小組說,其他合作伙伴卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)的其他射頻-功率轉(zhuǎn)換器又厚又不靈活,但帶寬不夠。


當(dāng)然,無線電波已經(jīng)為某些芯片供電。RFID標(biāo)簽就是一個例子。但是這些解決方案的能力,范圍和帶寬都受到限制,這就是為什么要尋求更好的解決方案的原因。


正在使用無電池藍(lán)牙貼紙

一家名為Wiliot的芯片初創(chuàng)公司聲稱獲得了亞馬遜和三星的資助,并表示將準(zhǔn)備推出無電池藍(lán)牙標(biāo)簽。該公司上個月在一份新聞稿中說,該公司的郵票大小,類似標(biāo)簽的設(shè)備使用ARM處理器來“從環(huán)境無線電頻率中清除能量”。潛在的一次性芯片旨在將產(chǎn)品連接到網(wǎng)絡(luò)。像這樣的加密標(biāo)簽也可以與其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信傳感器數(shù)據(jù)。該公司表示,目標(biāo)是回收我們周圍的輻射。


也正在嘗試其他無電池的IoT傳感器角度。去年,我寫了關(guān)于麻省理工學(xué)院另一個項目熱共振的文章。它可以收集晝夜轉(zhuǎn)換時環(huán)境溫度波動產(chǎn)生的未開發(fā)能量。實驗產(chǎn)生了約1.3毫瓦的功率,足以為收音機(jī)供電。一些人提出了來自振動,沖擊和沖擊的能量。


當(dāng)然,太陽能光伏板是最常見的環(huán)境集電器,但是這些電源不會在黑暗中工作,因此,與上述無電池解決方案不同,在IoT實施中需要使用電池。太陽能不會很快耗盡電池。


Wiliot還補(bǔ)充說,物聯(lián)網(wǎng)無線電力收集器應(yīng)該是一次性的!拔覀兿嘈呕跓o電池,低成本系統(tǒng)的一次性電子產(chǎn)品是未來物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ),” Wiliot的Tal Tamir在新聞稿中說。他說:“我們正處于急劇改變產(chǎn)品制造方式,使用和回收方式的邊緣! 


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