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如何克服电力预算限制实现突破性的物联网系统

黑龙江6+1app www.j7k88.cn 2019-03-12 13:45:31  来源:企业网D1Net

摘要:企业采用物联网通常具有自己的角度。这意味着垂直应用程序、开发生态系统、产品设计、硬件、部署等等。
关键词: 物联网
  企业采用物联网通常具有自己的角度。这意味着垂直应用程序、开发生态系统、产品设计、硬件、部署等等。
 
  很多企业不断努力向市场推出独特的物联网新设备,并且针对家庭和企业进行了大量创新,改变了人们的生活方式。例如,从智能入门系统和安全摄像头到烟雾报警器的家庭安全产品一直是物联网生态系统发展的重点,并且已经在家庭和企业中得到了广泛的应用。
 
  同样,Nielsen公司的调查报告表明,近四分之一的美国家庭拥有智能音箱。物联网革命正在人们身边发生。但有一个因素将会阻止这些物联网设备在市场的发展,就是电力。
 
  电池很方便,但应用很有限
 
  为物联网设备供电的电池为其广泛应用提供了解决方案,但这也是一个问题。虽然它们可以作为便携式电源的选项,能够在任何地方快速安装,但电池也会强制执行严格的功率预算,并会限制设备功能。
 
  例如,虽然由于缺乏布线,无线安全摄像机可能容易让户主自行安装,但其电池的电量将会很快耗尽。而不断更换电池是一件麻烦事,户主通常希望他们投资于提供流媒体视频等功能的有线监控系统。同样,智能门锁需要不断更换电池才能为设备供电,如果用户希望采用视频记录、生物特征识别或云存储等服务,则需要更加频繁地更换电池。
 
  一家智能家居产品公司的一位高管对于他们在为物联网设备供电方面面临的挑战提供了一些见解。他说,“起初,我们希望确??突Р槐囟啻胃坏绯?,但意识到,由于功率限制无法满足我们想要的功能。最终,我们认为每六个月更换电池的需求是可以接受的,因此可以提供产品中最需要的功能。”而这位高管的言论可能会让人认同,这也说明电池的电量将会影响和限制解决方案设计人员的方案设计。
 
  假设这种设备使用的是四节高端AA碱性电池,而其体积对于某些物联网设备来说可能太大了,但这是一个很好的参考点。如果电池需要持续使用一年,平均功耗仅为0.002瓦。有线设备可能需要1到5瓦,甚至50瓦的功率。因此,人们可以看到差距。这个巨大的差距解释了电池供电设备和有线设备之间的巨大功能差异。
 
  有线设备可以作为更好的选择吗?
 
  虽然有些人可能认为有线设备是更好的解决方案,但它们会带来一系列问题。消费者在没有电气布线技术背景的情况下无法自行安装有线物联网设备,也无法穿墙布线。此外,每小时人工成本平均为100美元,专业安装成本相当昂贵。此外,如果有线物联网设备出现问题,安装团队需要上门排除故障并解决问题。
 
  远程无线电源背后的概念依赖于三个简单的步骤:
 
  (1)能量传送器将电能转换成某些物理措施。
 
  (2)这种物理措施通过空气传播到能量接收器。
 
  (3)这种措施在接收器侧转换回能量。
 
  无线充电有不同的实现方法,其中包括无线电波、超声波和红外线。在研究选项时,产品设计师需要研究一些关键参数:
 
  • 接收设备可以提供多少能量?在什么距离?
 
  • 转移效率是多少?
 
  • 能量发射器和接收器有多大?
 
  • 是否安全?报价是否在监管机构(FDA、FCC等)的允许范围内?
 
  利用红外线传递能量
 
  还有一个替代方案是使用红外线传输能量的远程无线电源。其具有发展前景有几个原因,其主要原因是红外线是自然光。大约50%的太阳能量是红外线,而人类已经在红外线下生活了数百万年。
 
  光线可以沿着直线传播。例如,采用激光笔可以在远处的墙上投射一个光点。同样,红外发射器可以将一束高能光束聚焦在一个小型接收器上。这意味着更高的效率,所有或大部分传输能量到达接收器,没有或很少能量泄漏到外界环境中。
 
  使用红外线传输能量可以比电池或其他无线充电方法提供数百或数千倍的能量,这是因为其他传输能量的方法在其传输的过程中有显着的耗散,从而限制了设备级可用的可用能量。而红外线的功率、距离和安全性的结合为产品设计师和最终用户带来了很大的希望。
 
  无线电源和物联网的未来是什么?
 
  无论采用何种方法,无线电源并不一定是正确的答案。有时,电池为特定传感器提供充足的能量。如果设备每五年需要更换一个新电池,无线电源可能不是一个高优先级的事项。出于同样的原因,如果物联网设备需要数十瓦的电能,则无线电源可能无法提供所需的电量。有时,在客户端设备附近安装能量发射器是不切实际的。
 
  远程无线电源可以作为第三种能源输送方式。如果电源线笨重或电池容量不足,无线电源可以作为一种替代方案,设计师可以创造突破性的物联网创新,简化安装。无线电源并非适用于所有应用,但具有远见的公司很快就会考虑到这项技术及其所带来的好处。

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