隨著企業(yè)努力創(chuàng)造更環(huán)保、更具生態(tài)意識(shí)的產(chǎn)品和設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)世界也在不斷適應(yīng)這一轉(zhuǎn)變。從鎖和傳感器等智能家居設(shè)備，到工廠監(jiān)控和機(jī)械傳感器等工業(yè)設(shè)備，無(wú)電池和低功耗解決方案正在徹底改變和重塑可持續(xù)物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，并產(chǎn)生全新的概念－環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)（Ambient IoT）。SiliconLabs（亦稱“芯科科技”）產(chǎn)品經(jīng)理Chandana Daryani女士將通過(guò)本篇博文來(lái)介紹環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)況、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，以及芯科科技相關(guān)的解決方案。

環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)—新的連接設(shè)備

為了解決電池給智能連接設(shè)備帶來(lái)的挑戰(zhàn)和缺點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)的先驅(qū)們正在朝著一個(gè)新的、有能源意識(shí)、無(wú)電池連接設(shè)備的未來(lái)前進(jìn)。這一物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域統(tǒng)稱為環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，旨在實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，而不會(huì)帶來(lái)環(huán)境和功能影響。

什么是環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)？

環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)是指連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的類別，這些設(shè)備收集自然可用的能量，如磁場(chǎng)、電場(chǎng)、光、熱差、動(dòng)能和振動(dòng)，為它們供電。這些能源，也被稱為環(huán)境能源，可以減少對(duì)電池的依賴，甚至可能取代對(duì)電池的需求，從而使產(chǎn)品具有靈活的形狀因素，降低BOM成本，并大大延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。

這里一個(gè)重要的術(shù)語(yǔ)是收集。環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)和能量收集（Energy Harvesting）是不同但相關(guān)的概念。能量收集是指利用、轉(zhuǎn)換、然后儲(chǔ)存來(lái)自各種環(huán)境源的能量的過(guò)程，如太陽(yáng)能、射頻波和物理振動(dòng)。環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)利用能量收集技術(shù)為新時(shí)代的設(shè)備提供動(dòng)力，這些設(shè)備的目標(biāo)是依賴短距離無(wú)線連接的應(yīng)用，包括智能家居設(shè)備，如開(kāi)關(guān)和鎖、智能建筑、資產(chǎn)跟蹤、智能計(jì)量和工廠自動(dòng)化。

然而，在談到如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用之前，讓我們深入了解為什么節(jié)能解決方案不僅對(duì)物聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要，而且還可能改變游戲規(guī)則。

為什么開(kāi)發(fā)人員應(yīng)該擁抱環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)？

有了環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，智能設(shè)備現(xiàn)在可以依靠自然能源來(lái)獲取電力并保持連接，而不是依賴于傳統(tǒng)的電池。這些來(lái)源（如光、熱、運(yùn)動(dòng)等）延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，并顯著減少了電池對(duì)環(huán)境的有害影響。但是，依賴這些能源的動(dòng)力怎么會(huì)比依賴傳統(tǒng)電池更好呢？為什么會(huì)突然轉(zhuǎn)向使用可再生能源為設(shè)備供電？原因有很多：

為客戶創(chuàng)造更環(huán)保的未來(lái)

提高可伸縮性

有助于長(zhǎng)期節(jié)省成本

培養(yǎng)創(chuàng)新

解鎖新的用例

環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

借助環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在可以使用節(jié)能平臺(tái)構(gòu)建設(shè)備，從而最大限度地減少功耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，并減少設(shè)備對(duì)傳統(tǒng)電池的依賴。許多當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可能會(huì)轉(zhuǎn)向環(huán)境和功耗優(yōu)化的解決方案。

智能建筑：使用Zigbee Green Power的動(dòng)能脈沖采集無(wú)電池門把手和燈開(kāi)關(guān)控制有助于減少不斷更換電池的需求，并通過(guò)允許開(kāi)關(guān)在不同空間內(nèi)移動(dòng)而無(wú)需翻新，從而使辦公大樓更加智能。

資產(chǎn)跟蹤：跟蹤和管理倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存是具有挑戰(zhàn)性的，但資產(chǎn)標(biāo)簽和其他跟蹤系統(tǒng)使它變得更容易！然而，他們需要經(jīng)常更換電池。環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)提供了電池優(yōu)化的解決方案，減少了對(duì)電池的依賴，或者允許采用無(wú)電池標(biāo)簽設(shè)計(jì)，這比手動(dòng)條形碼掃描有了顯著的改進(jìn)。

農(nóng)業(yè)：傳感器用于幫助監(jiān)測(cè)和繪制溫室和車輛狀況，獲取溫度、濕度和其他環(huán)境因素的實(shí)時(shí)信息，以及監(jiān)測(cè)牛棚中的牛和它們的健康狀況。無(wú)電池解決方案使智能農(nóng)業(yè)的實(shí)施變得更加容易，因?yàn)闊o(wú)需不斷更換有助于自動(dòng)化農(nóng)業(yè)的傳感器中的電池。

智能家居和電器：門鎖、水龍頭和開(kāi)關(guān)等智能家電有助于住宅自動(dòng)化，并建立一個(gè)更智能、更互聯(lián)的家庭。在這個(gè)用例中，可以通過(guò)使用能量收集設(shè)計(jì)來(lái)消除對(duì)電池的依賴及其相關(guān)的更換成本。能量收集發(fā)電機(jī)。

游戲電子產(chǎn)品：室內(nèi)太陽(yáng)能和射頻供電電視遙控器，和電腦鍵盤提供了一個(gè)節(jié)能和經(jīng)濟(jì)高效的藍(lán)牙解決方案。

其他一些關(guān)鍵應(yīng)用包括胎壓監(jiān)測(cè)傳感器（TPMS）、電子貨架標(biāo)簽（ESL）、工廠自動(dòng)化以及使用振動(dòng)和熱能收集的預(yù)測(cè)性維護(hù)機(jī)器監(jiān)測(cè)。

芯科科技提供全方位的環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)解決方案

在芯科科技，我們的使命是使無(wú)線連接設(shè)備能夠改變世界各地的行業(yè)。在日益數(shù)字化的世界中實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互聯(lián)是首要任務(wù)。為了確保物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)對(duì)生態(tài)負(fù)責(zé)，我們優(yōu)化了xG22系列SoC (BG22E SoC,MG22E SoC和FG22ESoC)，以包括支持能量收集的功能。

憑借雙Cortex-M33和Cortex M0+無(wú)線電內(nèi)核，xG22E是我們迄今為止最節(jié)能的SoC。對(duì)于希望構(gòu)建低功耗，高性能智能設(shè)備的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，它是理想的選擇，這些設(shè)備可以在電池優(yōu)化，節(jié)能的平臺(tái)上運(yùn)行。對(duì)于希望實(shí)現(xiàn)超快速、低能量冷啟動(dòng)、低能量深度睡眠喚醒和高效能量模式轉(zhuǎn)換的設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，也是理想之選，這些解決方案可以減輕有害的電流峰值，防止損壞存儲(chǔ)單元。

除了我們的無(wú)線電板和xG22E Explorer Kit開(kāi)發(fā)套件外，芯科科技還宣布與e-peas建立合作伙伴關(guān)系，后者是專為能量采集應(yīng)用設(shè)計(jì)電源管理集成電路（PMIC）的領(lǐng)先提供商。通過(guò)這一合作關(guān)系，芯科科技和e-peas共同為xG22E Explorer Kit開(kāi)發(fā)了兩個(gè)能量采集屏蔽體（harvestingshield）。

為了更好地針對(duì)能量采集應(yīng)用面臨的嚴(yán)格限制條件進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，全新的xG22E Explorer Kit支持開(kāi)發(fā)人員去定制最適合其應(yīng)用的外圍設(shè)備和調(diào)試選項(xiàng)，并獲得高度精確的測(cè)量結(jié)果，來(lái)更好地構(gòu)建具有能量采集屏蔽體的應(yīng)用和設(shè)備。每個(gè)能量采集屏蔽體都針對(duì)不同的能源和儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。它們都是定制的，可以安裝在Explorer Kit上。值得注意的是，其中一個(gè)屏蔽體使用了e-peas最新的AEM13920雙采集器，它可以同時(shí)從兩種不同的能源中采集能量，如室內(nèi)或室外光、熱梯度和電磁波等，而不會(huì)犧牲能量轉(zhuǎn)換效率。第二個(gè)共同開(kāi)發(fā)的屏蔽體是基于e-peas的AEM00300屏蔽體，專門用于從隨機(jī)脈沖能量源采集能量。