作者：貿(mào)澤電子John Donovan 要怪就怪手機(jī)發(fā)展太快？ 隨著手機(jī)從無(wú)線模擬電話演變成現(xiàn)在的智能手機(jī)，消費(fèi)者們對(duì)能源消耗的需求越來(lái)越高，例如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、視頻、游戲以及電郵同時(shí)還希望能夠延長(zhǎng)電池的續(xù)航。因?yàn)殡姵刂圃焐屉y有突破，所以半導(dǎo)體制造商設(shè)計(jì)了許多省電的技術(shù)才滿足上述需求。 低功耗一直是最近十年最重要的電子設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。多虧了摩爾定律以及眾多聰明的工程師，半導(dǎo)體功耗水平呈直線下降的趨勢(shì)，通常，在運(yùn)行模式下功耗降到毫瓦級(jí)，在待機(jī)模式下功耗降到毫微瓦級(jí)。其直接導(dǎo)致的結(jié)果就是超低功耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)最終成為可能，且獲廣泛采用?，F(xiàn)在，傳感器主要應(yīng)用在偏遠(yuǎn)地區(qū)甚至人跡罕至的地方，產(chǎn)生建筑和橋梁壓力，空氣污染，森林防火，山體滑坡，軸承磨損，以及機(jī)翼震動(dòng)等告警信號(hào)。低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的工業(yè)，醫(yī)療，以及商業(yè)應(yīng)用的核心。 不過(guò)，離網(wǎng)的以及便攜式傳感節(jié)點(diǎn)，依舊依賴于電池供電，并且面臨與手機(jī)一樣的問(wèn)題。所以最好可以通過(guò)收集周圍的能量來(lái)延長(zhǎng)電池的續(xù)航時(shí)間，最常見(jiàn)的如光，熱，振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)或者周圍的射頻等。如果一個(gè)設(shè)備的能源需求比較低，并且電池更換比較困難或者昂貴，那就可以完全不使用電池，而是專門依賴于收集周圍的環(huán)境能源作為供電。超級(jí)低功耗的MCU和能源收集的合力拓展了豐富的應(yīng)用，而在以前這是不可能實(shí)現(xiàn)的。 能量收集市場(chǎng)非常巨大且保持快速增長(zhǎng)。根據(jù)IDTechEx分析師預(yù)計(jì)，能量收集在2012年是7億美元，并且到2022年將超過(guò)50億美元。到那時(shí)，有2.5億個(gè)傳感器將由能量收集來(lái)供電。到2023年，僅熱電能源收集市場(chǎng)就將達(dá)到8.65億美元。 當(dāng)前技術(shù)和應(yīng)用 有幾個(gè)常用的能量收集技術(shù)，有一些創(chuàng)新技術(shù)才剛剛起步。最普普通通的能源是、熱、振動(dòng)以及射頻。小的屋頂太陽(yáng)能電板，不能產(chǎn)生巨大的能量（看圖1），但是更多的太陽(yáng)能電板在特殊環(huán)境中也許就能給低功耗設(shè)備供電。 Source Source Power Harvested Power Light Indoor 0.1 mW/cm2 10 μW/cm2 Outdoor 100 mW/cm2 10 mW/cm2 Vibration/Motion Human 0.5m at 1 Hz