无源传感为物联网带来灵活的传感配置

电子发烧友网报道(文/李宁远)全球传感器在不断的技术创新和需求升级中，市场呈现出快速增长的趋势。特别是目前物联网概念火热，物联网与传感器深度绑定，物联网应用需要大量的传感器来收集各种环境信息。

有线连接或使用电池供电对于传感器，很少断电。然而，许多物联网传感器部署范围广，距离长。这些场景不能通过有线连接或电池供电。传感器的使用已成为需要长期监控、电池不易更换或无法长期有线连接的应用的难题。

无源传感，转换能量利用

分类传感器可分为有源传感器和无源传感器。无源传感器也被称为能量转换传感器。最明显的特点是它不需要外部电源，也就是说，传感器可以通过外部获得能量，而不需要使用外部电源。

传感器不需要外部电源，一般围绕振动、应变、温度和光来做文章，更具代表性的是利用热电效应，光电这些具有效应和压阻效应的传感器。在传感器节点上，压电式和电磁式收集振动能，热电式收集温差能。传感器利用这些效应完成能量转换，以支持自己的工作。

振动能是一种动能，是广泛存在于环境中且易于获得的能量之一。振动能量采用与周围环境振动主频率谐振的质量块，如压力电力传感器。使用收集能量的薄膜，与其他电气元件和机械元件通过振动节奏将待测压力转换为电量，然后完成相关测量工作。

太阳光和电磁波都属于辐射能，光电转换现在相对成熟，转换后电流电压也比较稳定，它的应用非常普遍，而且具有反应快、非接触等优点。

电磁波的典型应用是著名的RFID，无源RFID标签通过RFID读取设备传输的电磁能来实现供电。当读取设备扫描无源RFID标签时，能量会传输到标签上，从而使芯片和天线获得足够的电源，将信息传回读取设备。

热能也是一种用于能量转换传感的能量，因为它需要尽可能大的温差来实现能量转换，而且在一般环境中不容易出现巨大的温差，因此这种转换应该产生尽可能高的功率，如热电偶的应用。

能量采集无源传感扩展更多应用

上述常见的环境能量转换通常面临转换电量微弱的问题，因此现在许多这样的传感器将配置能量收集IC为传感器收集的能量提供高效的转换。

一般而言，能量采集IC应该能够μW到MW范围内高效转换收集到的能量，同时自身的工作损耗应足够低，以支持电能自足的节点。

与此同时，无线能量采集技术也在不断突破。无线能量采集又称无线电源，即传感器通过NFC从接口获取能量。这种能量采集使传感器不需要外部电源，界面在工作时通过NFC传输射频辐射功率传感器接口和射频传输获取能量。

虽然在许多场景中，电源不足以支持传感器完全摆脱电源的限制，但在一些小功率场景中，技术验证没有问题。随着技术的进一步发展，物联网传感器在未来仍有很大的应用空间。

未来还可以通过融合不同的能量收集方法，进一步提高传感器获取能量的能力，提高能量转换的效率和功率。

小结

随着物联网应用的普及，肯定会面临很多电能供应问题。被动传感器为未来多种传感器配置提供了良好的解决方案。随着技术的进步，各种功能和能源提取手段的被动传感器将在物联网时代的许多应用中展示其技能。

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