物聯(lián)網(wǎng)市場的超大規(guī)模發(fā)展，極大地激發(fā)了對傳感器應用的龐大需求。這些無線傳感節(jié)點（WSN）承擔著數(shù)據(jù)采集、存儲與傳輸?shù)闹匾蝿铡ｋS著IoT應用在各個領(lǐng)域廣泛普及，越來越多的WSN將投入實際使用。然而，這也引發(fā)了一系列問題：究竟什么樣的WSN才能契合IoT未來的發(fā)展需求？在當下強調(diào)節(jié)能環(huán)保的大背景下，又該如何實現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗運行呢？

依據(jù)On World 2014年的市場調(diào)查數(shù)據(jù)，WSN器件的數(shù)量將從2015年的50億個迅猛增長至2020年的500億個以上。這些WSN與互聯(lián)網(wǎng)上的服務器進行通信，負責監(jiān)測樓宇、設備或者環(huán)境的狀態(tài)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳，在整個IoT應用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

那么，怎樣的WSN系統(tǒng)才算成功呢？首要問題便是供電。采用電力線供電不僅成本高昂，而且隨著WSN節(jié)點數(shù)量的增多，鋪設大量線路也變得不切實際；若采用電池供電，就需要定期更換電池，這會產(chǎn)生較高的人工成本，并且在很多應用場景中，電池供電還存在一定的安全隱患。

鑒于這兩方面的限制，部分設計開始采用光伏板為WSN供電，以此構(gòu)建低功耗的能量收集系統(tǒng)（EHS）。不過，有些WSN的設置場所存在尺寸限制，這制約了光伏板的面積和輸出功率；還有些WSN的設置地點無法獲取足夠的光能，進而限制了向EHS負載的供電功率以及能量收集PMIC的啟動。

正是這兩方面的限制因素，讓微能量采集技術(shù)展現(xiàn)出全新的魅力。它能夠使WSN具備自我供電能力，且可以安置在任何地方，使用壽命長達十年以上，有助于將部署和維護成本降至最低。

那么，如何設計一款出色的能量收集供電WSN呢？設計這樣一款WSN會面臨哪些技術(shù)挑戰(zhàn)？它需要高度先進的模擬技術(shù)，以及低靜態(tài)電流模擬芯片，并且要非常精心地設計能量收集、轉(zhuǎn)換以及存儲環(huán)節(jié)，計算隨時變化的EHS負載，還需要靈活的低功耗芯片來執(zhí)行EHS負載的傳感、處理以及通信功能。

米德方格近期推出了一款能量收集電源管理集成電路（PMIC）MF9006，可用于IoT中太陽能供電的微小無線傳感器。該芯片的啟動電壓僅為400mV，關(guān)機功耗僅為580nA，可與太陽能光伏板等器件配合，共同構(gòu)建低功耗的能量收集系統(tǒng)方案。此芯片能在低于100Lux的光照條件下使用，轉(zhuǎn)化效率超過90%，具備電量管理、充放電管理、儲能器件管理等功能。

該芯片可應用于智能樓宇、智能家居以及工廠自動化等場景。例如，它可以監(jiān)控家庭溫濕度的變化，根據(jù)室內(nèi)環(huán)境判斷何時開燈；還能對道路、橋梁、鐵軌進行檢測，保障行車安全；也可用于工廠中的安全監(jiān)控，傳統(tǒng)方式是人工測量溫度、粉塵等參數(shù)，現(xiàn)在通過傳感器就能實現(xiàn)自動偵測，避免安全隱患。

審核編輯 黃宇