能源收集技术在物联网中找到了归宿

物联网的无无线电能量收集

鲍勃·哈姆林(Bob Hamlin)是马萨诸塞州沃尔瑟姆市Tego Inc.的首席技术官。它可以收集周围的射频能量。

“所有FM电台都以50到100千瓦的天线传输电力，”他指出。“当它到达你的FM收音机时，它只有几毫瓦。这些天毫瓦足以用电子电路做各种有趣的东西。”

的rfid.Tego将RFID阅读器的载波信号整流为直流电压。泰高利用这些电能——低至4毫瓦——为其RFID芯片的核心处理器供电。Tego的RFID芯片和天线组合为任何类型的资产添加可写、可读、可加密的数据——将智能移动到这是物联网的边缘。

最初，这些芯片只能在距离阅读器5到10英尺的地方工作。“如今，传统的被动射频识别技术——仅仅是识别标签——可以在50到100英尺外工作。这些东西在微瓦的功率下运作。”哈姆林说。但是Tego的目标并不是扩大RFID扫描仪和零售RFID标签之间的距离，后者可能只有96个比特位来识别泳衣的品牌和价格。相反，它增加了芯片的存储和处理工作负载。显然，这样做不是为了给泳衣贴标签，而是为了跟踪和记录部件航空航天的设备比如，石油和天然气勘探、生命科学以及类似的重要应用。

TEGO的根源和无线协议在RFID中，但它也在看Wi-Fi和其他无线电传输作为电源。“当大多数人听到物联网时，他们想到他们的手机和他们的笔记本电脑，”哈姆林说。“我们认为，作为网络外部的第一张戒指。但是进一步出来，还有其他环，其中设备不再插入墙壁，不再运行Windows或iOS。它们更小，没有全面吹过的oS，拥有更专用的处理，并通过他们的性质，消耗更少的力量。“此外，它们可能是如此远离他们必须“自主”操作的电源。就像海底上的海地一样，他们必须维持自己的东西。

Tego标签的一个版本在芯片上有一个串行接口，适合连接到传感器或微处理器。一个客户正在修建一条新的高速公路;每隔300英尺就在桥上铺设的路面上安装这些标签，以便在路面愈合时监测温度，这是提高耐久性的一步。

用于物联网的振动能量收集

来自瑞典哥德堡的ReVibe Energy，也提供预见性维护需要同时专注于将振动转换为交流电流。该公司生产的两辆矿车可以直接连接到一个振动源上，并通过电线为几个传感器供电。ModelA生产高达150毫瓦的稳定振动频率为15至100赫兹。ModelD生产高达40毫瓦。像许多这样的收集设备一样，它们也储存能量供以后使用。

它目前的客户是传感器制造商，但它还没有进行大规模的商业生产。

在将振动转化为能量的四种方法中，ReVibe使用了这一方法电磁感应Coo Erik Kling公司公司表示。Revibe的专利技术提高了这种方法的效率，以便为给定重量和收获装置的成本产生更多的毫瓦。作为谐振收割机，Revibe的产品需要恒定幅度和显性频率的振动。

最感兴趣的是铁路、航空、建筑和采矿设备公司。克林描述了正在进行的一项初步研究德国联邦铁路(DB)，德国国家铁路。DB的50,000个轨道开关目前配有电池供电的无线传感器，可测量其运动范围并通过蜂窝信号上传数据。（交换问题占所有DB延误的20％，Kling表示。）他们的电池需要每两年更换一次。康沃基的收割机正在测试最严重贩运的曲目，以了解其振动充电能量收集技术是否可以延长电池寿命甚至完全更换它们。

kling表示，另一个飞行员 - 一个“教科书”应用程序 - 监控货运和旅客列车的轮轴承温度。Perpetuum，一家U.K.公司在振动能量收集技术中，拥有U.K.铁路等应用的合同。Kling还提到了一个想要使用振动能量来捕获传感器数据的建筑车辆供应商，这些传感器数据将能够为客户提供市场之后的服务。租赁公司希望附加传感器和数据存储，这些存储器将告诉它租用的车辆的租赁车辆以及他们已经使用的程度。

物联网的光能收集

太阳能更出名的是它的电池板，这是一种替代能源，像风能一样，可以输入现有的电网。但在更小的规模上，光伏(PV)能源是由小型自主(脱离电网)设备收集和存储的，利用室内环境光和阳光。

加拿大蒙特利尔的Wibicom公司已经生产了一种组合光伏收割机和天线，并提供一系列传感器。(“有机”光伏材料——与碳链富勒烯结合的聚合物，可以替代无机光伏材料，通常是硅基光伏材料，后者在制造和处理方面都不太环保。)

Wibicom公司的ENVIRO是一种直径约为5厘米的圆形光伏收割机和天线，可以感知并报告环境数据，如温度、湿度、压力和加速度。它的最大能量，就是能量蓝牙勒无线电和传感器，在阳光充足的情况下是13毫瓦;它的数据发送范围，加上视线传输，超过100米。它可以在黑暗中利用储存的能量工作长达两个月。价格:100美元左右。客户:处于试点阶段。

Wibicom的小型移动收割机——旁边是一款售价2美元的加拿大收割机——被定位为一种先进的pv动力信标，并配有一个加速度计感应活动。由于低毫瓦数和低价格，它可以向路人发送信息，甚至为可穿戴设备供电。

Wibicom的首席执行官Mina Danesh解释说，这些通信型光伏收割机“可以像一个灯塔[可能直接传输到智能手机]或者它们可以通过网关连接到互联网，云服务器可以收集和分析数据。“它们还可以接收数据或通知云服务器发送优惠券，例如：传递智能手机。WIBICOM还开发了一个WIBISMART移动应用程序，它显示出现的感觉条件，以及随着时间的推移编译数据的Web版本。

2013年，Wibicom与芬兰研发机构VTT和其他公司在欧盟资助下进行了为期三年的合作ArtESun项目，这证明了研究新的有机光伏（OPV）有源层和电极材料的研究，以及涂层和模块互连技术。这些努力旨在较低的制造成本，更高的能量捕获效率和较软的环境影响。该项目展示了一种有源RFID标签，它使用信用卡大小的OPV模块和集成传感器向RFID阅读器报告感性条件。该模块的集成储能和过压保护可以在较差的光线条件下为标签供电。

第二个OPV的使用案例展示了廉价、大规模生产的潜力，其形式是一朵花状的柔性收割机/天线模块。它采用凹版印刷工艺生产，为分布式蓝牙无线网络中的天线和环境传感器供电。

在一个单独的概念证明中，Wibicom的合作伙伴VTT打印了“叶子”，从光线或风中收获能量，并将它们连接到3 d打印的“树”可以聚合能量，为要求更高的设备供电。2015年，VTT研究团队负责人塔皮奥·里沃宁(Tapio Ritvonen)表示，这棵树引起了很多兴趣和购买请求，但该技术仍在等待商业生产和实施。

根据法国技术市场研究公司Yole Développement的预测，到2017年年底，能源收集技术模块市场的价值将达到2.27亿美元，建筑自动化、铁路和工业应用将占据领先地位。物联网为这一学术领域及其主要由欧洲科技初创公司组成的团队提供了强大的存在理由，他们希望，这也将带来融资和合同。