當(dāng)Wi-Fi?的第一個(gè)版本（標(biāo)準(zhǔn)802.11a）最初于1997年開(kāi)發(fā)和發(fā)布時(shí)，它旨在提供與計(jì)算機(jī)（主要是臺(tái)式機(jī)）之間的互聯(lián)網(wǎng)連接。Wi-Fi的原始設(shè)計(jì)者可能已經(jīng)預(yù)見(jiàn)到筆記本電腦和手機(jī)的應(yīng)用，但他們可能沒(méi)有想到Wi-Fi會(huì)成為全球許多不同地點(diǎn)各種設(shè)備（從智能手機(jī)到無(wú)人機(jī)）必不可少的無(wú)處不在的連接。消費(fèi)者很快開(kāi)始期望Wi-Fi幾乎無(wú)處不在 - 家庭，公共交通，汽車，工作，學(xué)校，購(gòu)物中心，音樂(lè)會(huì)和活動(dòng)，甚至在度假時(shí)。無(wú)線連接確實(shí)將我們從數(shù)據(jù)線中解放出來(lái)，但是電源線呢？

現(xiàn)在，隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的出現(xiàn)，大量額外的無(wú)線連接設(shè)備正在進(jìn)入市場(chǎng)。事實(shí)上，ABI Research預(yù)測(cè)，到2023年，全球?qū)⒂?50多億臺(tái)聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常分為六類：個(gè)人，家庭，汽車，醫(yī)療保健，工業(yè)和企業(yè)以及智能城市。

在消除連接線方面已經(jīng)花了很多心思，但是電源線呢？即使不需要電源線，電池也是必需的 - 所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都必須有電源。隨著電力的增加，不僅電力本身（電力或電池）也帶來(lái)了額外的成本，而且維護(hù)或更換電池的成本也隨之而來(lái)。當(dāng)我們看到超過(guò)350億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，成本迅速成倍增加。我們都犯了每年扔掉太多電池的罪過(guò)。

舉個(gè)例子，如果您正在經(jīng)營(yíng)一個(gè)大型的機(jī)器人裝配線兒童玩具制造工廠，該怎么辦？您可能擁有門(mén)，燈，傳送帶，恒溫器，資產(chǎn)跟蹤器，安全和機(jī)器人，所有這些都可能由電池供電，并通過(guò)中央傳感器集線器進(jìn)行管理。在這種情況下，您希望最大限度地減少維護(hù)所有這些設(shè)備中的電池所花費(fèi)的大量時(shí)間。想象一下，您在一家制造工廠中擁有超過(guò)一千個(gè)這樣的電池供電的連接設(shè)備;無(wú)論是在維護(hù)方面，還是在潛在的設(shè)備停機(jī)時(shí)間方面，這都是一筆巨大的費(fèi)用。

在不太可能的平臺(tái)上應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

為了解決電池壽命挑戰(zhàn)，最好從具有大型部署基礎(chǔ)的低功耗連接解決方案開(kāi)始。藍(lán)牙?技術(shù)同時(shí)滿足這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它具有所有廣泛部署的無(wú)線連接解決方案中最低的功耗。隨著藍(lán)牙5標(biāo)準(zhǔn)中編碼增益的增加，其范圍增加了四倍（現(xiàn)在可與Wi-Fi相媲美），使其更適合物聯(lián)網(wǎng)連接。如下圖所示，這種連接藍(lán)牙 5 的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命可以顯著提高。

對(duì)藍(lán)牙無(wú)線收發(fā)器進(jìn)行自下而上的重新設(shè)計(jì)（專注于降低功耗），可將其功耗降低 5 到 10 倍。新的藍(lán)牙 5 采用最低功耗的連接技術(shù)進(jìn)行增強(qiáng)，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了理想的連接性?？紤]到到 2023 年，350 多億臺(tái)設(shè)備中只有一部分設(shè)備的用電量，減少 5 到 10 倍相當(dāng)于在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生巨大影響。

按需喚醒

降低功耗的另一種方法是將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備保持在OFF狀態(tài)，除非操作需要它。此功能類似于運(yùn)動(dòng)傳感器觸發(fā)的燈泡，僅在需要時(shí)打開(kāi)。這種按需喚醒功能內(nèi)置于 SoC 中，本質(zhì)上就像第二對(duì)耳朵一樣，用于偵聽(tīng)傳入的 RF 信號(hào)。主發(fā)射器和接收器保持關(guān)閉狀態(tài)，直到第二對(duì)耳朵“聽(tīng)到”RF流量并通知主對(duì)相關(guān)RF正在進(jìn)入;然后，執(zhí)行更多功能并因此需要更多功率的主對(duì)打開(kāi)以完成事務(wù)。這種按需喚醒技術(shù)（取決于應(yīng)用）可與市場(chǎng)上的其他藍(lán)牙 5 解決方案相比，功耗降低多達(dá) 100 倍。它特別適用于需要偶爾打開(kāi)的應(yīng)用程序。在這些情況下，除非接收或傳輸RF，否則無(wú)需利用功率。

能量收集

在過(guò)去十年中，具有能量收集功能的無(wú)電池應(yīng)用的廣泛部署僅適用于NFC等非常短距離的應(yīng)用。隨著藍(lán)牙 5 的出現(xiàn)，結(jié)合超低功耗功能，功耗足夠低，可以由收集的射頻、光或熱能支持，同時(shí)仍然能夠提供相當(dāng)于 Wi-Fi 的范圍和覆蓋范圍。換句話說(shuō)，在藍(lán)牙 5 最適合的許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，功耗可能低于可收集的能量。這使得“永久電池”和“無(wú)電池”物聯(lián)網(wǎng)的概念變得現(xiàn)實(shí)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以在設(shè)備隨附的電池上工作，也可以根本不使用電池。

系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化

最終，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將繼續(xù)要求低功耗無(wú)線連接。將低功耗和能量收集技術(shù)相結(jié)合的最大好處是減少我們對(duì)電池電源的依賴。沿著這條線，這里有一些結(jié)束語(yǔ)：

我們的電池消耗軌跡是不可持續(xù)的。我們正接近頻繁更換電池對(duì)物聯(lián)網(wǎng)增長(zhǎng)不可行的時(shí)代。我們必須并且將會(huì)找到增加連接設(shè)備的電池壽命的方法。

低功耗和能量收集技術(shù)已準(zhǔn)備好顯著延長(zhǎng)電池壽命。通過(guò)仔細(xì)的設(shè)計(jì)，對(duì)“電池壽命”的擔(dān)憂可能會(huì)并且將成為一個(gè)被遺忘的問(wèn)題 - 這是我們過(guò)去擔(dān)心的事情。

類似于從白熾燈泡到LED的過(guò)渡，消費(fèi)者必須并且將要求這種變化。

審核編輯：郭婷