无需供电的物联网设备，还要等多久？

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　　蓝牙5标准的设计主要是为了在家庭、汽车和工作场所的设备之间共享信息。也就是说，新版本的蓝牙具有一些特性，这将使它对一些物联网应用程序具有吸引力。Atmosic Technologies正专注于低功耗蓝牙无线平台，以实现物联网设备的网络，正如该公司所说，这些设备“永远连接在一起，在任何地方”。

　　与传统蓝牙相比，新蓝牙5提供了4倍的续航距离、2倍的速度和8倍的带宽。蓝牙5扩展了以前版本中已经提供的功能，旨在提高网络连接设备之间的灵活性和交互性。

　　智能手机和平板电脑中蓝牙的出现，可能将蓝牙与物联网连接起来。许多物联网应用需要长距离但最小的带宽容量，只能间歇地传输数据。蓝牙作为其他物联网应用的替代品，提供了可以包含大量节点的网状网络。蓝牙5可以保证一个分散的设备系统，而不需要求助于一个单一的控制器集线器——一个真正的对等通信网络，其中节点是等价的，或者更好，是相等的。不同的产品将能够相互作用并协同工作。

　　蓝牙5标准还特别关注连接安全性。这主要是为了避免干扰其他无线设备连接到网络，从而方便物联网应用的使用。

　　到2023年，全球将有超过300亿台蓝牙设备，其中越来越多将用于物联网应用。

　　Atmosic的射频CMOS设计着眼于低功耗物联网应用的前景，这些应用甚至可能没有电池，从而避免了与电池寿命有关的问题。

　　电池脱落将会对成本和维护产生很大的影响(图1)。蓝牙系统的发展和演变必然与物联网行业在近几年和未来几年的发展息息相关。

图1:蓝牙5提高电池寿命

　　“如果你讨厌更换电池，你会喜欢我们正在开发的帮助消除这个问题的技术，”Atmosic顾问、Alphabet董事会主席约翰·亨尼斯(John Hennessy)说。Atmosic团队正在运用其广泛的无线和低功耗专业知识，将创新的无线电和节能设计推向市场。我们的使命是重新定义电池寿命。”

　　许多由电池供电的物联网终端使它们成为真正的“无电线”解决方案。然而，频繁更换电池的机会成本明显高于电池的成本。Atmosic副总裁帕塔玛塔(Srinivas Pattamatta)表示，拥有免电池或永久电池寿命的解决方案，大大消除了经常性的运营和机会成本。

　　Atmosic开发了三种创新技术:低功率无线电、按需唤醒和可控能量采集。第一个目标是解决诸如信标和健身追踪器等物联网设备的能源和管理挑战。Atmosic的可控制能量收集带来了一个新的电池性能水平。

图2:Atmosic蓝牙5超低功耗单片机

　　Atmosic M2系列解决方案符合蓝牙5标准，并改进了低功耗无线电和按需唤醒技术，从而提供10到100倍的电力。M3系列Atmosic解决方案增加了可控制的能量收集功能，允许在没有电池的情况下运行，从而确保了电池寿命或永久无电池运行(图2和图3)。

　　通过使用他们的能量收集解决方案，该系统可以产生几十毫瓦的效率为30%到40%，不包括射频路径的损失。

　　必须评估各种参数，这些参数可以决定射频能量收集项目的性能。将效率、灵敏度、工作距离、输出功率等关键参数定义为进行相对比较的标准。Q因子一般定义为描述共振强度的无量纲值。每个天线都有其最优的工作频率，即谐振频率。后者由天线的电容和电感特性决定。天线的容量和电感是天线本身的频率和物理尺寸的函数。天线尺寸越大，谐振频率越低。天线的带宽是天线能有效工作的频率范围。窄带天线具有良好的转换效率，但只能回收有限的能量。

图3:Atmosic技术

　　能源收集可以使用多种环境资源，并为低功耗设备提供无限的运行寿命，从而消除了更换电池的需要，这在许多物联网应用中是昂贵和不切实际的。射频能量收获的可能性,因此提供了空间的一般概念,从内部和外部环境,收集射频能量的特性在无线电频率范围和能量范围的限制设置只有自然阈值的热噪声和收集设备的性能。