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電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）全球的傳感器市場(chǎng)在持續(xù)的技術(shù)工藝革新、需求升級(jí)中呈現(xiàn)出了快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。尤其當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)概念火熱，物聯(lián)網(wǎng)和傳感器深度綁定，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要大量的傳感器來(lái)收集各類環(huán)境信息。

對(duì)于有線的連接或者采用電池供電的傳感器來(lái)說(shuō)，很少遇到斷電的情況。而很多物聯(lián)網(wǎng)的傳感器部署范圍廣，距離遠(yuǎn)，這些場(chǎng)景不可能用有線連接或是電池供電，那對(duì)于需長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、電池又不易更換或者無(wú)法長(zhǎng)距離有線連接的應(yīng)用使用傳感器就成了難題。

無(wú)源傳感，轉(zhuǎn)換型能量利用

對(duì)傳感器進(jìn)行分類，可以分為有源傳感和無(wú)源傳感，無(wú)源傳感器也稱為能量轉(zhuǎn)換型傳感器，最明顯的特征就是它不需要外部電源，即不需要使用外接電源的傳感器且可以通過(guò)外部獲取到能源的感應(yīng)傳感器。

不需要外部電源的傳感器，一般圍繞振動(dòng)，應(yīng)變，溫度和光來(lái)做文章，比較有代表性的就是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)的這些傳感器。在傳感器節(jié)點(diǎn)上，壓電式和電磁式收集振動(dòng)能量，熱電式收集的是溫差能量，傳感器利用這些效應(yīng)完成能量的轉(zhuǎn)換用以支持自身的工作。

振動(dòng)能量屬于動(dòng)能，是廣泛存在于環(huán)境中且很容易獲得的能量之一，利用一個(gè)與周圍環(huán)境振動(dòng)主頻率發(fā)生諧振的質(zhì)量塊收集振動(dòng)能量，比如壓電力傳感器。利用收集能量的膜片，配合其他電氣元件和機(jī)械元件通過(guò)振動(dòng)式的韻律把待測(cè)的壓力轉(zhuǎn)換成為電量，進(jìn)而完成相關(guān)測(cè)量工作。

太陽(yáng)光和電磁波這一類都屬于輻射能，光電轉(zhuǎn)換現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟，轉(zhuǎn)換后的電流電壓也相對(duì)穩(wěn)定，其應(yīng)用很常見(jiàn)，而且具有反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。

電磁波典型的應(yīng)用是為人熟知的RFID，無(wú)源RFID標(biāo)簽通過(guò)RFID讀取設(shè)備傳輸?shù)碾姶拍軐?shí)現(xiàn)供電。當(dāng)讀取設(shè)備掃描無(wú)源RFID標(biāo)簽時(shí)，會(huì)向標(biāo)簽傳輸能量，從而使芯片和天線獲得足夠的電力，將信息傳回讀取設(shè)備。

熱能也能量轉(zhuǎn)換型傳感會(huì)使用的一類能量，因?yàn)樾枰M可能大的溫差來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，通常的環(huán)境下巨大的溫差不太容易出現(xiàn)，所以這種轉(zhuǎn)換要盡可能產(chǎn)生更高功率，比如熱電偶的應(yīng)用。

能量采集無(wú)源傳感拓展更多應(yīng)用

上面常見(jiàn)的環(huán)境能量轉(zhuǎn)換型通常都會(huì)面臨轉(zhuǎn)換的電量微弱難題，所以現(xiàn)在很多這類傳感會(huì)配置能量收集IC為傳感器收集到的能源提供高效率轉(zhuǎn)換。

一般來(lái)說(shuō)，能量采集IC要能在μW到mW范圍內(nèi)對(duì)采集到的能量進(jìn)行高效轉(zhuǎn)換，同時(shí)自身的工作損耗要足夠低才能支持電能自足的節(jié)點(diǎn)。

同時(shí)，無(wú)線能量采集技術(shù)現(xiàn)在也正在不斷突破。無(wú)線能量采集也叫無(wú)線取電，即傳感器通過(guò)NFC從接口獲取能量。這種能量采集，讓傳感器不需要外部電源，接口在工作時(shí)通過(guò)NFC從傳入的射頻輻射功率傳感器接口和射頻傳輸獲取能量。

雖然目前取電功率在很多場(chǎng)景里還不足以支持傳感器完全擺脫電源的限制，但是在一些小功率場(chǎng)景中技術(shù)驗(yàn)證完全沒(méi)問(wèn)題。隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)在物聯(lián)網(wǎng)傳感器應(yīng)用上空間還是很大的。

未來(lái)還能夠通過(guò)不同能量收集方式的融合，進(jìn)一步增強(qiáng)傳感器獲取能源的能力，提高能量轉(zhuǎn)換的效率和功率。

小結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用鋪開(kāi)，肯定會(huì)面臨很多電能供給問(wèn)題，無(wú)源傳感給未來(lái)多樣的傳感配置提供了很好的解決方案。隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種功能各種取能手段的無(wú)源傳感器在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代會(huì)在很多應(yīng)用里大顯身手。

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