基于能量收集無線技術(shù)M2M前景更加寬廣

　　關(guān)鍵字：M2M 無線傳感器 RF 2.4GHz HVAC

　　EnOcean GmbH 公司首席技術(shù)官幾年前，M2M 通信還是個需要復(fù)雜組網(wǎng)技術(shù)的昂貴的小利基應(yīng)用。但隨著技術(shù)的發(fā)展及靈活的云服務(wù)能力，通過

　　使用無線模塊使得基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)品兩者都能以極具成本效益的方式向 M2M 提供大量信息成為可能。

　　這些器件相互連接的越緊密，對技術(shù)靈活性的要求就更高。這是能量收集無線技術(shù)越來越多地被 M2M 設(shè)備、產(chǎn)品和樓宇自動化系統(tǒng)采用的一個主要原因。

　　當今，M2M 被認為是一個面向未來、被寄予很高期望的增長市場。對該市場的增長預(yù)期是：連接到互聯(lián)網(wǎng)的 M2M

　　設(shè)備，將從 2017 年的超過 3 億臺飆升到 2020 年的 500 億臺。部署這些數(shù)以百萬計的分布式設(shè)備帶來挑戰(zhàn)：如何給其供電？它們間如何通信？一個解決辦法是能量收集無線技術(shù)。

　　無線傳感器和中繼接收器支持智能節(jié)點的簡易部署，但無線設(shè)備需要電能——過去，這意味著需要排布很多電線或安裝及更換電池。由能量采集供電的設(shè)備不需維護、去掉了電池或其它外部能量源，從而為能夠簡單地安裝數(shù)百萬互連和聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備鋪平了道路。

　　取自周圍環(huán)境的能量

　　基于能量采集原理，無線模塊從周圍環(huán)境獲取能量，因此，其工作不需要電池。在能量采集過程中，電能/動能換能器利用機械運動收集能量或利用小型的光伏電池組件采集光發(fā)出的能量。整合熱/電轉(zhuǎn)換器和 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的能量采集技術(shù)可將熱能轉(zhuǎn)換為電能。采集的這些少量電能足以發(fā)送無線信號。增加電容可以確保在采集的電能很少或沒采集到的時段仍有充足電能存儲來滿足這些時段的要求。

　　為獲得最佳的射頻（RF）效率，其使用的無線協(xié)議已標準化為 ISO/IEC 14543-3-10，它使用 1GHz 以下頻帶。這使其免受其它射頻發(fā)射器的干擾，同時還具有快速的系統(tǒng)響應(yīng)并規(guī)避了數(shù)據(jù)沖突。此外，在相同能量預(yù)算下，1GH z 以下頻帶的傳送距離是 2.4GHz 頻段的兩倍，且在建筑物內(nèi)具有更好的穿透性。

　　參考來看，在 2.4GHz 系統(tǒng)上復(fù)制能量收集無線系統(tǒng)來覆蓋同一區(qū)域，所需的接收節(jié)點數(shù)是 1GHz 以下頻帶的四倍。例如，與 1GHz 以下方案比，2.4GHz 系統(tǒng)增加了成本。射頻可靠性是有保證的，因為無線信號的持續(xù)時間只有 0. 7 毫秒，而且出于冗余考慮，它是多次發(fā)送的。在開放空間，能量收集無線傳感器的傳輸范圍約 300 米；在建筑物內(nèi)，可達 30 米。