用一句話概述，我們有少量的云服務器(相對于物聯網節(jié)點數)，它們的功耗要求很高。它們都是一直運行，產生巨大的能源預算。在物聯網生態(tài)系統(tǒng)的另一端，我們有大量的終端節(jié)點，當它們處于活躍狀態(tài)時，功率需求有限，啟動時間通常很短，和需要一種能源。

2018年6月，在法國南希舉行的2018年世界材料論壇(World Material Forum)舉行了一次題為“大數據/人工智能促進材料效率(Big Data/AI for Materials Efficiency)”的專門會議。斯坦福大學教授Reinhold Dauskardt的演講稿給出了以下指標：

“僅美國的數據中心的年耗電量估計為900億千瓦時。這相當于34個500兆瓦的核電站反應堆，也就是法國核電站發(fā)電量的一半(約56座反應堆)。”

進一步強調數據中心/云計算服務器資源的電力需求的統(tǒng)計數據顯示，2017年數據中心占全球用電量的3%?？赡苡行┤苏J為這是個很低的比例，但由于世界對數據的生成、消耗和移動的無止境的渴望，有一種摩爾定律可適用于數據中心的能源消耗，即每四年增加一倍。按照這一速度，如果沒有任何更改，那么理論上說，到2037年，計算機使用的電能將比目前全球生產的更多。

Reinhold Dauskardt接著總結道：“未來20年，我們面臨的一個巨大挑戰(zhàn)是通過設計與互聯網相連、與電網斷開的對象來減少物聯網的能源消耗?！彼鼈儽仨毷鞘‰姷摹⒆灾鞯?，并使用可想到的任何能源，如振動、熱和光。”

在終端節(jié)點方面，正如前面所透露的，預測到2021年將部署數百億個節(jié)點。它們中的每一個都會有非常低的功耗，再加上有限的啟動時間，這可能會導致個別能源預算低，這是很好的。但這種急劇的增長仍與全球潛在的高耗電量相關。

免電池終端節(jié)點的能量采集

高能效是當今所有產品和服務的關鍵要求，將來更甚，原因我們已說明。標準包括更低的運營成本、法規(guī)遵從性、生態(tài)意識和電池使用壽命。大量物聯網邊緣節(jié)點可能是無線和電池供電的，超低功耗對于尋求開發(fā)實用、可用方案的設備制造商更必要和重要。無線使部署的資本支出更低（即沒有布線成本和重量減輕）。免電池方案提供了更低的操作成本，并且由于不需要電池維護服務，因此可以完全避免與能量產生相關的污染。

那么，我們如何將聯接、感知和免電池操作結合起來呢？通過結合智能器件技術和可用通信協議，單端節(jié)點僅需100微焦耳的預算就可以實現聯接。迄今為止，許多現成的能量采集器能夠滿足這種水平的需求，能產生200到500微焦耳的能量。能量采集器可以由事件驅動(如開關)或連續(xù)采集，例如太陽能電池板或熱電發(fā)電機。

物聯網中的互聯

藍牙是在物聯網生態(tài)系統(tǒng)中占主導市場份額的一個互聯標準。安森美半導體的RSL 10藍牙低功耗系統(tǒng)單芯片(SoC)平臺已確立了領先地位，并在物聯網應用方面實現了新的行業(yè)基準。同時，ZigBee協議的節(jié)能特性也支持自供電的或能量采集對象的連接。同樣，安森美半導體用于低功耗廣域網(LPWAN)的專有和Sigfox®低于1GHz收發(fā)器和SoC產品陣容，使用戶能擴展在窄帶傳輸應用中的聯接范圍。

由于提供聯接的SoC通常是物聯網設備開發(fā)的首選，這些平臺為OEM和開發(fā)物聯網方案的服務提供商提供了強有力的支持。

IoT Development Kit：物聯網開發(fā)套件

圖3：安森美半導體的物聯網開發(fā)套件

 感知

能量采集智能無源傳感器(SPS)和近場通信(NFC) EEPROM相輔相成以提供創(chuàng)新的高能效感知方案。此外，位置跟蹤、環(huán)境光測量和運動檢測也是了解機器和人類環(huán)境的關鍵。讓這些器件工作，以提供現成的集成方案或可行的概念驗證的原型是個令人興奮的挑戰(zhàn)。在這里，諸如安森美半導體的物聯網開發(fā)套件(IDK)這樣的工具可順暢、加速和簡化概念的開發(fā)，使用戶能夠快速、輕松地測量、匯總和分析物聯網應用的數據。