21ic訊，在脫離電網(wǎng)的情況下，如何才能實現(xiàn)系統(tǒng)的自主運行?答案是將系統(tǒng)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(zhuǎn)，直到傳感器被淘汰也無需充電，這樣的系統(tǒng)才是真正意義上能夠自主運行的系統(tǒng)。當(dāng)用戶有需求時，系統(tǒng)能夠不斷提供所需的數(shù)據(jù)和測量值，而且?guī)缀醪恍枰魏稳斯じ深A(yù)。

自主系統(tǒng)的一個關(guān)鍵點在于其內(nèi)置傳感器能夠有效的傳輸和報告采集到的數(shù)據(jù)。如果一個傳感器僅僅能夠采集大量的數(shù)據(jù)而無法將這些數(shù)據(jù)或基于數(shù)據(jù)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(wǎng)或者往往通過遠(yuǎn)程控制，它們就只能依靠無線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時代的到來改變了這一現(xiàn)狀。

如今，借助全動力自主傳感器以及其周圍的IoT網(wǎng)絡(luò)，工程師可以在任何地方安裝傳感器來進行全方位監(jiān)視，例如通過傳感器監(jiān)測車輛不同部位的振動和橋梁的完整性，甚至是衛(wèi)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(yīng)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(jié)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(fā)器，當(dāng)然最重要的還有電源。

圖1. 太陽能骰子是IoT領(lǐng)域中經(jīng)優(yōu)化的超低功耗傳感器節(jié)點

當(dāng)投擲骰子時，系統(tǒng)就會被喚醒，同時將搜集到的數(shù)據(jù)發(fā)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(shù)據(jù)呢?其實是關(guān)于骰子朝向的信息，如此一來就可以根據(jù)骰子的朝向來確定擲出的點數(shù)。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(shù)據(jù)。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(zhì)疑，這樣的骰子到底和傳感器節(jié)點有什么關(guān)系?其實太陽能骰子只是一個應(yīng)用示例，它展示了如何利用經(jīng)優(yōu)化的超低功耗器件進行感測并報告數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)工程師在設(shè)計衛(wèi)星時，這類傳感器節(jié)點就非常適用，它能夠用來監(jiān)測衛(wèi)星的運行方向，同時不需要接入電網(wǎng)，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(shè)計理念，工程師能夠采用更廉價、更輕便以及更小巧的導(dǎo)線來為每個傳感器供電。同時，由于數(shù)據(jù)是通過無線傳輸?shù)?，所需的?dǎo)線數(shù)量也會相對更少，而實現(xiàn)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。