當(dāng)Wi-Fi?的第一個版本（標(biāo)準(zhǔn)802.11a）最初于1997年開發(fā)和發(fā)布時，它旨在提供與計算機（主要是臺式機）之間的互聯(lián)網(wǎng)連接。Wi-Fi的原始設(shè)計者可能已經(jīng)預(yù)見到筆記本電腦和手機的應(yīng)用，但他們可能沒有想到Wi-Fi會成為全球許多不同地點各種設(shè)備（從智能手機到無人機）必不可少的無處不在的連接。消費者很快開始期望Wi-Fi幾乎無處不在 - 家庭，公共交通，汽車，工作，學(xué)校，購物中心，音樂會和活動，甚至在度假時。無線連接確實將我們從數(shù)據(jù)線中解放出來，但是電源線呢？

現(xiàn)在，隨著物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的出現(xiàn)，大量額外的無線連接設(shè)備正在進入市場。事實上，ABI Research預(yù)測，到2023年，全球?qū)⒂?50多億臺聯(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）也帶來了額外的成本，而且維護或更換電池的成本也隨之而來。當(dāng)我們看到超過350億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時，成本迅速成倍增加。我們都犯了每年扔掉太多電池的罪過。

舉個例子，如果您正在經(jīng)營一個大型的機器人裝配線兒童玩具制造工廠，該怎么辦？您可能擁有門，燈，傳送帶，恒溫器，資產(chǎn)跟蹤器，安全和機器人，所有這些都可能由電池供電，并通過中央傳感器集線器進行管理。在這種情況下，您希望最大限度地減少維護所有這些設(shè)備中的電池所花費的大量時間。想象一下，您在一家制造工廠中擁有超過一千個這樣的電池供電的連接設(shè)備;無論是在維護方面，還是在潛在的設(shè)備停機時間方面，這都是一筆巨大的費用。

在不太可能的平臺上應(yīng)對挑戰(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始。藍牙?技術(shù)同時滿足這兩個標(biāo)準(zhǔn)。它具有所有廣泛部署的無線連接解決方案中最低的功耗。隨著藍牙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，這種連接藍牙 5 的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命可以顯著提高。

對藍牙無線收發(fā)器進行自下而上的重新設(shè)計（專注于降低功耗），可將其功耗降低 5 到 10 倍。新的藍牙 5 采用最低功耗的連接技術(shù)進行增強，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。此功能類似于運動傳感器觸發(fā)的燈泡，僅在需要時打開。這種按需喚醒功能內(nèi)置于 SoC 中，本質(zhì)上就像第二對耳朵一樣，用于偵聽傳入的 RF 信號。主發(fā)射器和接收器保持關(guān)閉狀態(tài)，直到第二對耳朵“聽到”RF流量并通知主對相關(guān)RF正在進入;然后，執(zhí)行更多功能并因此需要更多功率的主對打開以完成事務(wù)。這種按需喚醒技術(shù)（取決于應(yīng)用）可與市場上的其他藍牙 5 解決方案相比，功耗降低多達 100 倍。它特別適用于需要偶爾打開的應(yīng)用程序。在這些情況下，除非接收或傳輸RF，否則無需利用功率。

能量收集

在過去十年中，具有能量收集功能的無電池應(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，同時仍然能夠提供相當(dāng)于 Wi-Fi 的范圍和覆蓋范圍。換句話說，在藍牙 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“無電池”物聯(lián)網(wǎng)的概念變得現(xiàn)實。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)級優(yōu)化

最終，物聯(lián)網(wǎng)市場將繼續(xù)要求低功耗無線連接。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電池電源的依賴。沿著這條線，這里有一些結(jié)束語：

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物聯(lián)網(wǎng)增長不可行的時代。我們必須并且將會找到增加連接設(shè)備的電池壽命的方法。

低功耗和能量收集技術(shù)已準(zhǔn)備好顯著延長電池壽命。通過仔細的設(shè)計，對“電池壽命”的擔(dān)憂可能會并且將成為一個被遺忘的問題 - 這是我們過去擔(dān)心的事情。

類似于從白熾燈泡到LED的過渡，消費者必須并且將要求這種變化。

審核編輯：郭婷