環(huán)保一度成為今年熱點詞匯，同時關(guān)乎到民生大計。近一年環(huán)保督查席卷中華大地，對污染企業(yè)治理環(huán)保部也明確表態(tài)，兩年嚴打，形成常態(tài)化檢查。能源作為一種能源已經(jīng)被討論過，甚至在小范圍內(nèi)進行了多年。最近電子元件MCU和射頻收發(fā)器達到了一個新的階段追求低功耗高性能，他們消耗的能量相當于從收獲技術(shù)中獲得的有限的能量。

　“殺手級應用”的到來也加速了對主流能源獲取解決方案的搜索?！皻⑹旨墤谩笔俏锫?lián)網(wǎng)不可或缺的元素。雖然這些節(jié)點可以是復雜的設計，但它們都有四個共同組成部分——一個MCU、一個傳感器、一個收割機和一個射頻收發(fā)器。傳感器節(jié)點需要一個能量源，但是將它們連接到電網(wǎng)通常是不切實際的。同樣地，常規(guī)基礎上改變標準堿性電池被認為是一項昂貴的人工成本，因為這些節(jié)點通常分布廣泛。

能量儲存通常也是系統(tǒng)的一部分，因為在大多數(shù)情況下，必須儲存和使用少量的能量。這為系統(tǒng)增加了可充電電池。其他常見組件包括電源管理芯片和信號調(diào)理電路，它至少處理模擬數(shù)字(ADC)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

不少于5家擁有MCU產(chǎn)品線的芯片公司已經(jīng)開發(fā)出了能獲取能量的解決方案。其中包括:德州儀器、STMicroelectronics、硅實驗室、NXP半導體和微芯片技術(shù)。通常情況下，他們會結(jié)合自己的MCUs、傳感器、收發(fā)器和模擬芯片，而與第三方技術(shù)公司合作進行能量收割機。

基于32位ARM Cortex-M核心的MCUs并不是能量獲取應用程序的唯一選擇。許多可以用8- 16位的MCUs成功地實現(xiàn)，這對嵌入式設計工程師來說更加熟悉，而且成本也更低。

硅實驗室8位C8051F9xx超低功耗8位單片機家庭和微芯片技術(shù)的超低功耗(XLP) 16位MCUs的家庭被調(diào)優(yōu)為超低功耗性能。很難進行直接的性能比較，因為公司通常使用不同的流程和假設來達到性能指標。然而，這兩家公司都提供了睡眠電流的部分，低至大約10分，令人印象深刻的有功性能，以及從睡眠到活動狀態(tài)的快速過渡等特征。

當涉及到從收集解決方案中獲取能量的時候，通信和MCU一樣重要。少數(shù)MCU廠商正在集成射頻功能芯片。Microchip公司提供了一系列的MCUs集成解決方案，在無授權(quán)的ISM波段操作，從310到930mhz。最多才多藝的是PIC12LF1840T39A，它在四個子波段操作:310、433、868和915mhz。

硅實驗室的Si10xx無線單片機家族也將超低功耗的單片機與一款sub-GHz射頻收發(fā)器結(jié)合在一起。家庭解決了要求射頻雙向通信鏈路(如傳感器節(jié)點)的低功率嵌入式系統(tǒng)的具體要求。高性能功率放大器和低噪聲放大器都集成在芯片上。鏈接預算是146分貝。

德州儀器也已經(jīng)部署了無線MCUs，在亞千赫茲的ISM波段進行通信。例如，CC430F513x系列，將TI的CC1101 (CC1101) 1- ghz射頻收發(fā)器與16位MSP430 CPUXV2核心結(jié)合起來，達到32kb的in-system可編程閃存，最多4 KB的RAM和其他功能，包括一個帶有6個外部輸入的12位ADC。它在相同的四個子波段操作:310、433、868和915mhz。

雖然亞千兆赫的解決方案可能是最適用于物聯(lián)網(wǎng)應用程序的，但是藍牙和其他基于標準的選項是可用的。大多數(shù)公司還在品牌名稱下提供專有的集成解決方案，比如MiWi(微芯片)、SimpleLink(德州儀器)和EZRadio(硅實驗室)。

超低功耗芯片、可行的能量采集解決方案、高密度儲能技術(shù)以及無線傳感器節(jié)點的嚴格功率要求，為依賴于采集能源的系統(tǒng)創(chuàng)造了一個巨大的設計空間。越來越多的通信替代方案也可以在許多頻段和基于專利和標準的解決方案中使用。