小傳感器節點在物聯網領域中的大應用

在脫離電網的情況下，如何才能實現系統的自主運行？答案是將系統的運行功耗降到足夠低的程度，同時充分利用能量采集或者電池供電維持運轉，直到傳感器被淘汰也無需充電，這樣的系統才是真正意義上能夠自主運行的系統。當用戶有需求時，系統能夠不斷提供所需的數據和測量值，而且幾乎不需要任何人工干預。

自主系統的一個關鍵點在于其內置傳感器能夠有效的傳輸和報告采集到的數據。如果一個傳感器僅僅能夠采集大量的數據而無法將這些數據或基于數據所做的決策傳輸出去，這樣的傳感器是毫無意義的。此外，由于這類傳感器并未接入電網或者往往通過遠程控制，它們就只能依靠無線的方式進行數據傳輸。物聯網（IoT)時代的到來改變了這一現狀。

如今，借助全動力自主傳感器以及其周圍的IoT網絡，工程師可以在任何地方安裝傳感器來進行全方位監視，例如通過傳感器監測車輛不同部位的振動和橋梁的完整性，甚至是衛星在外太空的定向。

圖1的太陽能骰子就是自主傳感器的一個應用示例。通過6塊太陽能面板，這個骰子能夠完全利用采集到的光能供電運行，而房間里的基本照明就能夠為采用這類傳感器節點的器件提供充足的電能。這個骰子中運用到了超低功耗的加速計和CC430收發器，當然較重要的還有電源。

圖1. 太陽能骰子是IoT領域中經優化的超低功耗傳感器節點

當投擲骰子時，系統就會被喚醒，同時將搜集到的數據發送到個人電腦的USB接收器。您也許會有疑問，骰子能夠搜集什么數據呢？其實是關于骰子朝向的信息，如此一來就可以根據骰子的朝向來確定擲出的點數。不過，這個骰子唯一的不足在于它需要在骰子擲出之后才能報告數據。否則，這種類型的傳感器一定會在全世界的賭場中大展拳腳。

也許您又會質疑，這樣的骰子到底和傳感器節點有什么關系？其實太陽能骰子只是一個應用示例，它展示了如何利用經優化的超低功耗器件進行感測并報告數據。例如，當工程師在設計衛星時，這類傳感器節點就非常適用，它能夠用來監測衛星的運行方向，同時不需要接入電網，直接利用能量采集為其供電。

此外，如果想要測量車輛的振動，基于超低功耗太陽能骰子的設計理念，工程師能夠采用更廉價、更輕便以及更小巧的導線來為每個傳感器供電。同時，由于數據是通過無線傳輸的，所需的導線數量也會相對更少，而實現這一切僅需要將太陽能骰子中的加速計替換成振動傳感器而已。

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