向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

下一代物联网蓝牙设备可能没有电池?

时间:2019-09-05 作者:Maurizio Di Paolo Emilio 阅读:
能量采集可利用多种环境能源,为低功耗设备提供无限的运作寿命,也消除了对众多物联网应用来说价格高昂又不实用的电池替换。
电子工程专辑 EE Times China -提供有关电子工程及电子设计的最新资讯和科技趋势

蓝牙5 (Bluetooth 5)标准主要是为了让家庭、汽车或工作场所等范围内的设备分享信息,也就是说,此新版本蓝牙具备可能会吸引某些物联网(IoT)应用的特性。美商Atmosic Technologies正专注于开发低功耗蓝牙5无线平台,以实现如该公司所形容“在任何地方都保持联机”(Forever Connected, Anywhere)的IoT装置网络。KxBEETC-电子工程专辑

全新蓝牙5提供众多超越旧版蓝牙的性能演进,包括四倍的传输距离、两倍的速度以及八倍带宽。蓝牙5扩展了前几代版本已经提供的功能,旨在提供连网装置之间更大的灵活性与互动性;而智能手机与平板装置,会是让蓝牙5与整个物联网连结的关键。KxBEETC-电子工程专辑

许多物联网应用程序需要长距离但带宽容量最小的链接,仅需间歇性传输数据。蓝牙5还可为其他物联网应用提供网状网络(mesh networking)选项涵盖大量的节点装置;网状网络是不需要单一控制中枢、去中心化的装置链接体系,是一种真正的点对点通讯网络,其中的各个节点都是均等的,不同的产品之间能互动并共同合作。KxBEETC-电子工程专辑

蓝牙5标准也特别注重连结安全性,这主要是为了避免与其他网络中的无线装置相互干扰,从而促进物联网的应用。估计到2023年,全球将会有超过300亿蓝牙装置,其中应用于物联网的比例将持续成长。KxBEETC-电子工程专辑

Atmosic以RF CMOS设计专注于低功耗物联网应用,甚至号称能不必用到电池,以避免任何与续航力相关的问题。能丢掉电池会对装置成本与维护带来重大影响,而蓝牙系统的成长与演进,肯定会与物联网产业在这些年与未来几年的成长息息相关。KxBEETC-电子工程专辑
KxBEETC-电子工程专辑
 KxBEETC-电子工程专辑

KxBEETC-电子工程专辑

蓝牙5可实现延长装置电池寿命的改进。(来源:Atmosic)KxBEETC-电子工程专辑

“如果你很讨厌换电池,你会喜欢我们为了解决这个问题而开发的技术;”Atmosic顾问、也是Alphabet (Google母公司)董事会主席John Hennessy表示:“Armosic的团队正在应用其广泛的无线与低功耗专长,将创新的设计推向市场,我们的任务是重新定义电池寿命。”KxBEETC-电子工程专辑

Atmosic副总裁Srinivas Pattamatta表示,许多物联网终端节点是以电池供电,以提供真正的“无线”解决方案,但是频繁更换电池的机会成本远高于电池本身的成本;因此可实现不用电池或是永久电池寿命的解决方案,将能显著减低经常性的运营与机会成本。KxBEETC-电子工程专辑

为此Atmosic已经开发了三种创新技术,包括低功耗无线电(Lowest Power Radio)、随需唤醒(On-demand Wake-up)以及可控制能量采集(Controlled Energy Harvesting)。这些技术首先是要克服信标(beacons)、健身追踪器(fitness)等物联网装置在能量与管理方面的挑战,其可控制能量采集技术号称能将电池性能推向一个新境界。KxBEETC-电子工程专辑

20190903-101.pngKxBEETC-电子工程专辑
KxBEETC-电子工程专辑
Atmosic的超低功耗蓝牙5芯片。(来源:Atmosic)KxBEETC-电子工程专辑

Atmosic的M2系列解决方案符合蓝牙5标准,并具备低功耗无线电与随需求唤醒技术,能带来10到100倍的省电。该公司的M3系列方案则又添加可控制能量采集技术,支持可确保电池寿命或是永远免换电池的运作。KxBEETC-电子工程专辑

20190903-102.pngKxBEETC-电子工程专辑
KxBEETC-电子工程专辑
Atmosic的解决方案。(来源:Atmosic)KxBEETC-电子工程专辑

通过能量采集方案,物联网系统能产生的数十毫瓦(milliwatts)电力,效率(efficiency)达30~40%;不包括RF路径的损耗。RF能量采集方案的性能需要以各种参数来评估,例如效率、灵敏度、操作距离、输出功率等,被定义为用以进行比较的标准;质量因子(Q factor)通常被定义为描述共振强度的无音次数值(dimensionless value)。KxBEETC-电子工程专辑

每一根天线都有最佳运作频率,也就是共振频率(resonance frequency),是由天线的电感与电容特性来决定。天线的电容与电感,是天线本身的频率与实体尺寸的函数;当天线尺寸越大,共振频率就越低。而天线的带宽是天线能有效运作的频率范围,窄频天线能提供优异的转换效率,但只能恢复有限的能量。KxBEETC-电子工程专辑

能量采集可利用多种环境能源,为低功耗设备提供无限的运作寿命,也消除了对众多物联网应用来说价格高昂又不实用的电池替换。调频能量采集带来的可能性,为从内部与外部收集RF能量的概念提供了发展空间。调频范围内以及能量范围内的任何特性,只取决于热噪声(thermal noise)的自然阈值,以及收集能量装置本身的性能。KxBEETC-电子工程专辑

编译:Judith ChengKxBEETC-电子工程专辑

(参考原文: The Next Wave of IoT Bluetooth Devices Might Not Have Batteries,by Maurizio Di Paolo Emilio;本文作者为EE Times欧洲版驻意大利技术编辑/物理学博士)KxBEETC-电子工程专辑

 KxBEETC-电子工程专辑

电子工程专辑 EE Times China -提供有关电子工程及电子设计的最新资讯和科技趋势
本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
您可能感兴趣的文章
  • 小米科普:30W快充是如何吊打友商40W充电的 小米CC9 Pro发布会已确定将在11月5日举行,随着发布时间的临近,小米手机官方再次透露小米CC9 Pro在充电与续航方面的表现。小米CC产品经理@Cici_老魏 在官方微信公众号和微博发表文章,科普为什么小米30W的快充,可以吊打友商40W的充电速度。
  • 5G基站的电源方案面临哪些挑战?尺寸、散热、EMI… 围绕“小”的要求,5G时代的电源设计,还能外延出一大堆问题。比如说,“小”体积与高功率密度,对系统散热提出了更高的要求。下面这张图着重展示的就是数据中心的赛灵思Alveo加速卡。如果10个堆叠在一起,空间就会非常紧凑。
  • 国内外IGBT现状:IGBT前景广阔,国内缺口大 近日,工信部在政协十三届全国委员会第二次会议第2282号(公交邮电类256号)提案的答复函中提到,将推动我国工业半导体材料、芯片、器件及IGBT模组产业发展。IGBT是BJT和MOSFET组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其自关断的特征在诸多领域具备不可替代的作用,本文主要介绍国内外IGBT现状。
  • 高效电源管理架构加速量子计算机商用化 迄今为止还没有成熟的量子计算机出现,文章讨论了超级计算机的电源需求、百亿亿级(Exascale)计算机、以及量子计算机的电源需求。电源管理设计人员面临的挑战将很快从Exascale计算机转换到量子计算机,而后者的电源管理将更具独特的挑战性。
  • 究竟哪种AC适配器性能最优:GaN、SiC还是Si? 目前,移动设备并不像我们想象的那样具有移动性。每个移动设备都需要定期重新连接AC适配器,为其锂离子电池充电。根据TechInsights对三个主要产品的分析,有效的大功率、紧凑型AC适配器可以采用碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)和硅超结这三种材料来设计制造。究竟哪种AC适配器性能最优呢?
  • iFixit再次拆解三星可折叠手机Galaxy Fold,屏幕和铰链 此前三星在召回首款可折叠手机Galaxy Fold的时候,曾要求知名拆解机构iFixit取消其负面评论。iFixit当时在文章中表示:Galaxy Fold可折叠手机无法防止灰尘损坏屏幕。现在,经过一些修改,Galaxy Fold再次向市场推出。iFixit近日又对新Galaxy Fold进行了拆解。
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告