物聯網領域，“花式”充電炫酷來襲

無線充電技術已經率先在智慧手機領域實現，下一步就將覆蓋各種可穿戴裝置。

未來的物聯網世界會是什麼樣子呢?想象空間無限，但可以肯定的一點是，在萬物互聯並且高度智慧的物聯網時代，裝置的數量幾乎多到了難以計算。無論是在家庭住宅中，還是在辦公室和工廠，任何一個地方都部署了由成千上萬個感測器組成的網路，讓人們的生產生活獲得了更高的自動化、更低的成本、更好的安全性以及更高效的決策，從而在提高生產效率的同時，也提升了人們的生活質量。但是，你有沒有想過，這些海量的物聯網裝置，如何才能獲得工作所需的電能呢?這看似是一件小事兒，卻是物聯網必須解決好的大挑戰。

海量裝置

讓小事兒成為大挑戰

物聯網裝置的充電之所以會成為必然挑戰，關鍵在於裝置數量之多。

在未來物聯網世界裡，幾乎地球上的每一個“東西”都將獲得一個獨特的IP地址，這個地址最終促成了萬物互聯以及萬物之間的溝通與互動。從目前來看，這些“東西”已經包括了人們生活中離不開的手機、電腦，以及家庭中的各種電器，如電視、冰箱、空調、咖啡機乃至窗簾、暖氣等，還包括了智慧汽車中的各種感測器等;而在工廠中，萬物互聯的“東西”正在涵蓋越來越多能夠通過電源開關控制的各種裝置。而且，物聯網能夠連線的“東西”遠不止於此。隨著通訊技術，尤其是無線技術正變得越來越先進，世間萬物的“智慧化”正在成為一股無法阻擋的趨勢。事實上，雖然電視、冰箱和咖啡機已經面世多年，但也只是在最近幾年它們才開始實現與網際網路的連線。顯然，隨著技術的持續進步，未來實現互聯的“東西”的數量將不可估量。有資料顯示，截至2015年2月，連線至網際網路的裝置數量約為148億臺;到2020年，這一數字將達到500億。

在浩瀚的物聯網星空裡，每一個“東西”就如同一顆星星，而每一顆“星星”要與其他“星星”互動，前提是這顆“星星”自身要能夠“發光”，也就是具備能量。從這個角度來看，如何為物聯網裝置充電已經成為必須解決的重要問題，因為這是與網路連線的基礎，這也為半導體產業提出了新的挑戰和新的商機。

“花式”充電炫酷來襲

海量物聯網裝置的充電問題之所以會成為大挑戰，根本上來源於傳統充電方式的侷限，如果換種思路，那種局面就會大不相同。事實上，打破常規的充電方法已經湧現，例如讓物聯網裝置自動充電，採用創新的無線充電技術以及尋找創新的低功耗電源管理技術等。這些“花式”充電技術正在讓物聯網星空裡的“星星”能夠從容散發出各自的光芒。

自動充電，是一個看上去很美的解決方案。從現實的驅動力來看，感測器節點的數量通常多達數十億個，更換電池所花費的時間和成本是十分巨大的，因此很多無線感測器必須能夠自動充電。在這個方向下，從周圍環境中採集能量就成為首選的解決方案，其他方面的努力則包括通過提升可充電儲存裝置的容量來延長電池更換的間隔時間甚至無需更換電池。目前，感測器節點可以獲得的能源種類已經相當豐富，例如太陽能、熱能和振動能，甚至是利用周圍的無線電頻率(RF)以及使用者的動能來進行能量轉換。與此相應，半導體企業正在發力多樣化的能源採集器、儲存器和負載技術，以便從不同能源中儘可能多地採集能量。

無線充電，則是應對挑戰的一個看得見、摸得著的途徑，尤其是在可穿戴裝置領域。可穿戴裝置，正成為物聯網世界的一方“沃土”。據瑞士信貸集團預測，在未來5年內，智慧手機將成為可穿戴裝置的“私有云”，而平均每個使用者都會隨身攜帶至少一到兩個此類可穿戴產品。可穿戴裝置在為人們的生活帶來革命性變化的同時，也帶來了諸多使用中的不便，其中重要一項就是這些微型裝置往往使用了不同的充電線纜和接頭。與此相應，無線充電技術成為一個消除不便的重要選擇，並且能夠大大提升使用者體驗。正因為如此，無線充電技術成為時下科技界的熱門技術，並且形成了三大標準陣營——WPC、PMA以及A4WP。其中，WPC的支持者包括華碩、HTC、華為、LG、摩托羅拉、諾基亞、三星、黑莓和索尼，PMA背後的廠商和機構包括AT&T、Google、金霸王電池、星巴克、Powermat Technologies、偉創力、美國聯邦通訊委員會(FCC)和能源之星，主要應用電磁感應無線充電技術，A4WP的支援廠商包括博通、吉爾電子、IDT、英特爾、高通、三星、Gill Industries和WiTricity，目標是為包括行動式電子產品和電動汽車等在內的電子產品的無線充電建立技術標準，使用的是磁共振無線充電技術。

如果說自動充電和無線充電是“開源”，那麼更低功耗的電源管理技術，則是“節流”方向下的一個應對策略。值得注意的是，電源管理技術必須根據終端的不同而採取不同的策略。例如，可穿戴裝置關注更高的效率來使得電池待機時間更長，並且由於空間的限制，電源管理IC封裝尺寸必須越來越小;而在車聯網中，針對汽車應用中功耗較大的處理器，電源管理IC則要儘量提高效率來減少熱量產生，幫助散熱和提高可靠性。與此同時，隨著應用處理器電源架構變得越來越複雜，電源管理必須更加精細，才能優化系統效能。此外，電源管理技術的一個重要趨勢是必須變得越來越安全，這是因為物聯網和系統的高度自主化致使人為監督和參與會越來越少，裝置自身的安全和可靠性變得尤為重要。

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本文轉自d1net（轉載）