物联网的潜在应用每天都在扩大。由于基于网络边缘的超低功耗微控制器和机器学习的综合推广，物联网应用的多样性也在扩大。低功耗广域网 (LPWAN) 传感器可以在没有任何电缆供电的情况下，定期从远程位置传输数据。所有这些技术进步都消除了智能农业物联网应用的障碍，从而远离电力线，没有Wi-Fi 在连接的田地中部署电池供电的土壤湿度和 pH 传感器变得更容易，成本更低。

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无线物联网

配置电池供电的物联网设备在智能城市和智能农业应用中正在迅速普及。当然，这只是许多物联网应用中的两个典型例子。然而，电池容量决定了设备能运行多久，并完全取决于设备的功耗特性。更换电池的成本高于电池成本，尤其是在偏远地区。因此，电池寿命小于六个月通常是不可行的。

尽可能长时间保持传感器的微控制器和无线收发器在深度睡眠模式下可以延长电池寿命。此外，一些特定类型的物联网传感器的空间比可能相对较低。例如，土壤深处的湿度读数不太可能 30 分钟内变化太大，每半小时读取一次数据也会产生合理的指示。每个周期，设备的微控制器都会唤醒，读取湿度传感器数据，并将数据打包传输。然后需要启动收发器 LPWAN 链接，并发送完整的数据包。收发器和微控制器可以在确认收到后返回睡眠模式。在链路建立Inphi代理在数据传输过程中，设备的峰值功耗将明显高于几个 μA 睡眠模式甚至可能在短时间内实现 100 mA。

认真考虑电源管理技术可以节省电池容量，但最终需要更换或充电。

能量收集技术

使用可充电电池是一个谨慎的选择，但如何保持充电呢？长期以来，使用太阳能电池板可以为室外设备充电，但这并不是从周围环境中获得能量的唯一途径。许多物联网传感器设备的低功耗特性意味着电池容量和浮充电（float charge）能量不是很大。电池容量也决定了其物理尺寸，因此保持较小容量也有其他好处。产生毫瓦和微瓦能量的新能量收集技术已被证明是一种可行的替代方案。

太阳能：太阳能已广泛应用于许多户外应用中，也为室内环境光收集提供了机会。在室内，收集的能量高度依赖于可用的光源、环境温度和位置。因此，室内收集的能量比室外太阳能电池板更难预测，而且要少得多。

机械振动：许多研究论文报告了从机械运动中获得的不同类型的能量。这种机械运动可能偶尔发生，如人们在桥上行走或定期发生，如电机外壳的自然振动。能量传感器包括集成压电元件，可将振动转化为电能，以及线圈通过磁场时产生的电磁效应。另一种方法是使用基于电容感应的静电方法。压电和电磁方法似乎是最可行的。

风能和水力：这些方法使用动能从风或水流转换为电能。在这两种情况下，小型涡轮机都可以产生电能。尺寸是考虑这种能量收获方法和风力涡轮机旋转叶片的安全性的重要因素。然而，尽管有实际限制，但收集的能量对小型物联网传感器来说已经足够了。

热电技术：以这种方式产生的电能利用塞贝克效应（Seebeck effect）原理是利用两个半导体材料绝缘板之间的温差发电。多个热电模块可以组合在一起，以充分利用物联网设备空间限制允许的温差。温差越大，产生的能量就越多；然而，根据具体应用程序的不同，可能会有一些实际困难

无线电频率：利用电磁射频收集能量是一个相对较新的概念。随着无线数据和语音连接的扩展，以及越来越多的地面广播电台和电视台的出现，在广泛的无线电频谱中收集能量似乎非常有吸引力。可收集的功率取决于位置、频率和适当的信号，但专业的半导体供应商正在使用可用的信号 IC 从 ISM、Wi-Fi 对蜂窝频率能量收集的研究正在取得一些令人满意的成果。

收集我们周围的能量

未来基于物联网的应用将显示出几乎无限的发展机遇，提供可靠的电源仍然是当务之急。使用可充电电池为设备供电，并通过从环境能源中收集能量提供实用的解决方案。对于某些应用程序，电池可能会被超级电容器补充甚至取代，而结合电池的超级电容器可以满足无线数据链路启动和数据交换期间频繁的峰值能量需求。一些半导体供应商拥有一系列高效的电源管理 DC/DC 转换器 IC，这些 IC优化太阳能、压电、热电偶等能源的收集。