如何解决物联网( IoT) 设备充电难题

德州仪器供稿

您是否憧憬过一个所有事物都高度智能并且互通互联的世界？在这里，住宅、办公室和工厂之中都部署了成千上万的传感器网络，以实现更好的决策、保障人身安全、更高的自动化、降低成本，并提升每个人的整体生产率和生活质量。如果您的回答是肯定的，那么好消息是，这个被称之为“物联网（IoT）”的世界指日可待。

物联网究竟是什么呢？从概念上我们可以理解为，几乎地球上的每一个“事物”（甚至其他星球）都将被赋予一个独特的地址。这个地址能够帮助每个事物通过互联网与所有其它事物实现沟通与互动。

目前，这样的“事物”被定义为一个能够连接至互联网的设备。这些设备包括手机、智能电视、冰箱、咖啡机、喷气式发动机、核反应堆以及其它任何可以通过电源开关控制的设备。实际上，物联网能够连接的“事物”远不止于此。随着通信技术，尤其是无线技术正变得越来越先进，世间万物的“智能化”也成为了一股无法阻挡的趋势。虽然电视、冰箱和咖啡机已经面世多年，但在最近几年，它们才开始实现与互联网的连接。随着技术的持续进步，未来连接至互联网的“事物”将不可估量。

据报告显示，截至2015年2月，连接至互联网的设备数量约为148亿台，到2020年，这一数字将达到500亿。


IoT互联设备增长预测（图片来自ZDNet.com）

作为技术发展的新兴趋势，物联网也为半导体行业带来了许多新的机遇和挑战。如何为这些联网设备供电已经成为每个解决方案设计人员需要面临的问题。能量采集和无线电源技术能够帮助实现小型电池或者无电池解决方案，同时还能避免电源线的使用。

由于传感器节点的数量通常多达数十亿个，更换电池所花费的时间和成本是十分巨大的。因此很多无线传感器必须能够自行供电。从周围环境中采集能量成为了首选的解决方案，或者通过提升可充电存储设备的容量来延长电池更换的间隔时间，甚至无需更换电池。目前可以获得的能源多种多样，其中包括太阳能、热能和振动能，甚至是利用周围的无线电频率（RF）供能。TI的电源管理器件能够支持多种采集器、存储器和负载技术，以便从不同能源中尽可能多地采集能量。

此外，物联网也推动了半导体在例如可穿戴设备等低功率电子领域的全新投入。可穿戴设备虽然为个人健身带来了革命性的变化，但是这些微型设备所使用的不同充电线缆和接头也为消费者带来了诸多的不便。无线充电技术不仅可以消除这些烦恼，还能够提升总体用户体验，这也是这项技术逐渐被广泛采用的原因之一。据瑞士信贷集团（Credit Suisse）预测，在未来5年内，智能手机将成为可穿戴设备的“私有云”，而平均每个用户都会随身携带至少一到两个此类可穿戴产品。技术研究公司则预计，到2016年，可穿戴无线设备市场将会增长到60亿美元。

以下5款TI 参考设计所提供的参考电路能够帮助用户将小巧且高效的无线供电、电池充电和能量采集解决方案添加到应用之中。欢迎查看详细信息，是时候给您的物联网设备供电了！

• 针对低功耗可穿戴应用的符合Qi     (WPC) 标准的无线充电器
• 针对低功耗可穿戴应用的微型无线接收器参考设计
• 针对低功耗可穿戴应用的小型无线电源发射器
• 低功耗可穿戴TX参考设计
  

针对IoT设计的传感器节点参考设计