物聯網（IoT）的可接受性在全球范圍內得到了極大的發展，然而，這種進步的速度正對其專家表達挑戰，專家們對此表示擔憂/擔憂。據估計，到2025年，連接到IoT網絡的設備可能會超過750億個的驚人數字。這使專業人士的擔心得到信任，并且需要進行充分準備，以使所獲得的收益不會消失。

物聯網專家已經預見到了這樣一種場景，其中大量電子設備通過通用接口進行通信，通常以與云的無線連接為代表。連接到IoT網絡的設備數量不斷增長，因此，將需要新的傳感器技術來滿足對由連接設備的爆炸性增長所產生的數據的需求。這將是物聯網的下一個挑戰。

“我認為，物聯網的下一個挑戰將集中在確定哪些設備將成為物聯網的一部分。安森美半導體技術市場經理Greg Rice表示：“僅僅因為在技術上可以設計智能設備，并不一定意味著將每個設備都連接到物聯網就具有價值。”

連接的設備和傳感器將在多個領域發揮重要作用，包括汽車，工業自動化，智能家居，消費者計算，農業和移動醫療。感測，收集和聚合的數據將成倍增長，到2025年，估計每天的數據流量為12??5 EB。管理由連接到IoT的設備生成的大量數據將是一個艱巨的挑戰。

賴斯在解釋挑戰并提出前進的方向時說：“如果在物聯網邊緣生成的每一位數據都是通過云發送的，這可能會導致網絡基礎架構的擁塞。在物聯網的邊緣執行一些基本的數據分析和聚合，而不是通過云將所有內容發送到網絡的核心，可能會更有效率。”

能量收集

能源收集對于應對物聯網設備的指數增長所帶來的挑戰至關重要。賴斯認為，能量收集面臨的挑戰集中在能量收集的效率以及通過能量收集供電的設備的可靠性上。”用于能量收集的設備僅需極少量的功率即可運行，其設計通常是在技術性能與降低的功耗之間進行權衡的。賴斯強調說：“通過能量收集而設計的設備所面臨的挑戰是在設計過程中找到這些折衷的正確平衡。”

另一個相關的挑戰是能量收集的動力來源。在白天，太陽能設備可以通過利用可用的陽光來有效地運行。但是，晚上的操作不能說相同。同樣，使用RF功率進行能量收集的設備必須存在具有一定信號強度的RF場。如果部署更多的射頻場來支持能量收集設備，則應仔細評估相關的健康風險。

無電池傳感器

安森美半導體為物聯網網絡設計了一套創新的無線，無電池傳感器套件。Smart Passive Sensors?（SPS）設備系列可監控網絡邊緣的溫度，壓力，濕度或接近度。由于環境傳感器通常部署在偏遠地區或工廠或建筑物等較廣的區域，因此頻繁更換電池在經濟上不可行。能量收集，尤其是SPS傳感器的RF功率，能夠滿足這一要求。如圖1所示，每個SPS傳感器都是無電池且無微處理器的RFID傳感器標簽，帶有天線模塊，可通過符合行業標準的UHF Gen 2協議與RFID閱讀器進行無線通信。當RF閱讀器詢問SPS傳感器時，它會使用從信號中接收到的能量，

圖1：SPS傳感器功能塊

“該傳感器網絡旨在使用RF能量收集工作。有一個中央傳感器集線器，可通過連接的天線傳輸射頻功率。各個傳感器節點是無線和無電池的，它們通過將周圍RF場中的能量轉換為傳感器節點上電子設備的電源來運行。”

如圖2所示，每個傳感器集線器都集成了兩個關鍵模塊：讀取器模塊和處理模塊。讀取器模塊執行特定于協議的功能，以與傳感器通信并將原始傳感器數據（EPC，溫度，RSSI，代碼等）暴露給處理模塊。處理模塊匯總并格式化傳感器數據以進行其他分析。傳感器集線器連接功能包括WiFi，以太網，藍牙和其他適合將傳感器數據發送到云以進行進一步分析，分析和決策的協議。

圖2：傳感器集線器框圖

整個傳感器IoT架構如圖3所示。傳感器中樞從多個傳感器收集數據，并通過云與其他連接的設備進行通信，以在新的應用程序和場景中啟用IoT。

圖3：傳感器IoT架構

感應模塊的核心是RF Micron的Magnus-S2?傳感器IC，這是一種UHF RFID芯片，由從UHF讀取器收集的RF能量供電。Magnus-S2利用獲得專利的自調諧Chameleon引擎，該引擎可適應RF前端，以在各種環境條件下優化性能。這些傳感器標簽在FCC定義的UHF頻帶或ETSI UHF頻帶中起作用。智能無源傳感器的小尺寸和無電池功能使它們可以設計用于尺寸和可訪問性都非常重要的應用中。

SPS設備系列包括：

溫度傳感器，用于被動感應金屬，非金屬和陶瓷表面上的溫度。應用范圍包括行業和數據中心的預測性維護；

濕度傳感器，用于被動感應塑料，木材，陶瓷，土壤和灰泥制成的各種表面或制成品上的水分。應用包括在不同工業環境中的水分含量或泄漏檢測和質量控制；

液位傳感器設計用于通過諸如塑料之類的薄表面被動感應流體。

結論

連接到物聯網網絡的設備數量不斷增長，其應用涉及所有技術領域。物聯網領域的成功與擴展嚴格取決于所涉及傳感器的特性和性能。需要新的傳感器技術來補充傳統的傳感器網絡。具有云連接功能的無電池無線傳感器可增強對各種應用程序（例如數據中心，工業預測性維護，建筑和電力，冷鏈，數字農業和智能醫療保健）中環境條件的監控。

編輯：hfy