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高性能模擬與混合信號IC領(lǐng)導(dǎo)廠商Silicon Laboratories （芯科實驗室有限公司, Nasdaq: SLAB）宣布推出業(yè)界最節(jié)能的采用太陽能收集系統(tǒng)供電的無線傳感器節(jié)點解決方案。這項新的參考設(shè)計使開發(fā)人員能實現(xiàn)自維持的、超低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，適用于家居和樓宇自動化、安全系統(tǒng)、工業(yè)控制應(yīng)用、醫(yī)療監(jiān)視裝置、財產(chǎn)跟蹤系統(tǒng)以及基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)。

近十年來，能量收集裝置的市場保持著指數(shù)級增長。 IDTechEx預(yù)測到2019年將有超過100億的能量收集裝置推向市場 – 這是2009年5億出貨量的20倍。雖然采用能量收集系統(tǒng)供電已經(jīng)存在多年，但是在以超低功耗實現(xiàn)無線感應(yīng)節(jié)點上，開發(fā)人員仍面臨許多挑戰(zhàn)。Silicon Labs公司通過創(chuàng)建基于其Si10xx無線微控制器（MCU）產(chǎn)品系列的無線能量收集系統(tǒng)克服了這些設(shè)計挑戰(zhàn)。該設(shè)計方案是業(yè)內(nèi)最節(jié)能的單芯片MCU和無線收發(fā)器解決方案，能夠以超低功耗實現(xiàn)控制和無線界面功能。

除了環(huán)保和取之不盡的優(yōu)點，在許多應(yīng)用中（例如無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）可收集型能量也是一種具有經(jīng)濟(jì)效益的、便利的電池替代方案。在大規(guī)模無線傳感器節(jié)點的應(yīng)用中，電池成本高且替換麻煩，并且在極端溫度條件下也不十分穩(wěn)定。無線傳感器節(jié)點使用電池供電是因為它們的放置點通常不可能或不方便由主電源供電，而可收集型能量通過消除更換電池的麻煩，簡化了這些應(yīng)用的設(shè)計，同時也減少了廢舊電池的回收或填埋處理。

Silicon Labs公司完整的能量收集參考設(shè)計包括無線網(wǎng)絡(luò)和USB軟件，以及完整的RF布局、物料清單（BOM）、原理圖和Gerber文件的電路設(shè)計。該設(shè)計由三個部分組成：

·一個太陽能供電的無線傳感器節(jié)點，用于測量溫度、亮度和充電量。使用一顆Si10xx無線MCU來控制傳感器系統(tǒng)和無線傳輸數(shù)據(jù)，一塊薄膜電池用于儲存收集的能量。

·一個無線USB適配器，用于連接傳感器節(jié)點到PC端以顯示感測數(shù)據(jù)；該適配器由Silicon Labs公司的Si4431 EZRadioPRO^®收發(fā)器和運行USB-HID類軟件和EZMac^®無線協(xié)議棧軟件的MCU組成。

·一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖形用戶界面（GUI），用于顯示多達(dá)四個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)。

能量收集參考設(shè)計中使用的薄膜電池具有0.7mAh的容量，在日光直射下，電池僅需2個小時即可充滿電；而在休眠模式下，無線傳感器節(jié)點能維持供電7,000小時。​​若無線系統(tǒng)不間斷發(fā)射，可持續(xù)供電3個小時，然而薄膜電池會不斷的自行充電，維持一定電量以避免完全斷電。

Silicon Labs公司嵌入式混合信號產(chǎn)品線副總裁Mark Thompson 表示：“作為我們對綠色技術(shù)全球承諾的一部分，Silicon Labs公司擁有先進(jìn)的能量收集使用技術(shù)，使得無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以從根本上擺脫傳統(tǒng)電池高成本、更換麻煩和污染環(huán)境的影響。通過結(jié)合超低功耗無線MCU技術(shù)和最先進(jìn)的能量收集系統(tǒng)，Silicon Labs公司實現(xiàn)了業(yè)界最節(jié)能和自維持的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。”

Silicon Labs公司的能量收集參考設(shè)計支持廣泛能源，板上旁路連接器使得開發(fā)人員可以靈活使用旁路太陽能電池，連接其它能量來源，例如動能（壓電式）、熱能和RF。

價格和供貨

Silicon Labs公司的能量收集參考設(shè)計現(xiàn)已上市，售價45美元。