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开发超高能效的模块化硬件 主要针对物联网传感器供能问题

2018年05月17日 05:09 次阅读

据报道,利用ZEPOWEL 灯塔计划,Fraunhofer-Gesellschaft (弗劳恩霍夫应用研究促进协会)旨在开发超高能效的模块化硬件,作为物联网全面应用的基础,尽可能地延长物联网节点续航能力。

弗劳恩霍夫创新模块化智能硬件,解决物联网传感器供能问题

根据国际能源署在2013年的一项研究,全球所有联网设备的能耗需求,大约相当于整个德国的电力需求。而未来五年内,随着互联物联网设备的显著增长,全球这一需求将翻一番,达到1140兆瓦/年。为此,非常有必要提高传感器的能效。

目前,产业界和科研领域还没有针对每一种应用提出完整的解决方案,单个独立的物联网硬件已经很成熟,只是它们的能效有高有低。Fraunhofer-Gesellschaft希望通过“迈向0功耗的电子产品”(ZEPOWEL)灯塔计划来改变这一现状。Fraunhofer-Gesellschaft计划开发一款硬件解决方案,功能全面且能效超高,并最终实现完全的自给自足。

开发超高能效的模块化硬件 主要针对物联网传感器供能问题

为了实现这一目标,首先,传感器节点本身需要大幅降低能耗,然后实现系统层面的节能。这意味着系统之间的通讯也需要降低能耗。

“我们希望为完整的物联网应用开发一款技术平台,” 该计划团队成员,Fraunhofer可靠性和微集成研究所的Erik Jung解释说。ZEPOWEL灯塔计划正在开发多项新技术,例如一款超低功耗唤醒接收器,可以使传感器节点无需持续发送数据,仅在达到某阈值或在外部有效请求时才会被“唤醒”。

ZEPOWEL灯塔计划开发的这款模组,能效预计将比现有标准的无线电解决方案高1000倍。其接收器仅会响应与其实际相关的已授权且密码保护的信号。这样,该传感器节点就能一直保持功耗最低的待机模式,通过唤醒接收器在需要时立即激活。

此外,ZEPOWEL灯塔计划还将开发一款创新的传感器:一款结合微泵的空气质量传感器。微泵将作为“测量放大器”,大幅提高被测量空气的“样本量”。如果开发成功,那空气质量传感器可以无需很高的固有灵敏度,同时还能提供更高的传感精度。目前的空气质量传感器每秒能够提供5000次测量数据,功耗1250毫瓦,而ZEPOWEL灯塔计划开发的这款传感器预计能够提供10000次测量数据,同时功耗低于10毫瓦。

这款传感器样品旨在用于城市颗粒物的测量。过去的颗粒物测量往往非常耗时,因此仅有少数的传感器节点可以进行同时测量,而这种新的传感器技术可以实现更高的节点密度和更精确的测量。智能传感器节点网络和通用云平台的互联,可以用于打造城市微细颗粒物排放的完整测量模型。其应用前景广阔,例如,基于该技术的交通控制,以及可以自适应调整路线的导航系统等。

ZEPOWEL灯塔计划还包括一款宽带能量收集器,能够收集环境中的能量。这款能量收集器的效率可以达到当前最先进技术的四倍,从环境中收集100毫瓦的能量,仅需目前技术四分之一的面积,亦即5 x 5 mm。从环境中收集的能量将被存储于一款新开发的薄膜电池中,而薄膜电池将直接集成在硬件芯片上。Fraunhofer的研究人员称,这种完整集成的电池方案、收集器和能量转换器将是全球独一无二的。

针对所有应用开发的模块化套件

ZEPOWEL灯塔计划的定位不仅在于开发某一种特定应用的传感器节点,而在于基于即插即用原则的模块化方案。

“我们为许多应用提供模组:这是一种即插即用型的系统,就像乐高积木。即插即用,点击即可运行,” Erik Jung解释说。该平台可以将Fraunhofer开发的独立创新技术,根据需求组合在一起。尽管业界已经为每种物联网应用开发了特定的硬件解决方案,但Fraunhofer的ZEPOWEL灯塔计划正在开发一种更通用的物联网硬件。

Fraunhofer微系统和固态技术研究所(EMFT)在该项目中贡献了以量产为导向的微制造技术、创新的传感器解决方案以及微量专有技术。在项目中,研究所将开发一种高度集成的重力测量CMOS颗粒物传感器,包含低噪声模拟信号处理、多通道高性能模数转换器以及相应的数字信号处理。该系统将匹配一款微执行器,实现介质的按需传输。这款执行器、驱动电路和传感器将作为物联网节点中的系统级封装(SIP)实现模块化。

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Arm在去年的Arm TechCon大会上发布了《物联网安全宣言 》(Arm Security Ma...

发表于 2018-05-12 02:36 253次阅读
全新Arm IP保护物联网设备免疫日益普遍的物理...

一文读懂光电式脉搏传感器的原理

人体心室周期性的收缩和舒张导致主动脉的收缩和舒张,使血流压力以波的形式从主动脉根部开始沿着整个动脉系...

发表于 2018-05-12 02:17 395次阅读
一文读懂光电式脉搏传感器的原理

博世智能网联事业部扩至700人_启动大数据商业模...

对于博世来说,如何将手中的数据发挥价值,是接下来的最重要内容。 今年初,博世正式成立了智能网联事业部...

发表于 2018-05-12 02:07 285次阅读
博世智能网联事业部扩至700人_启动大数据商业模...

VR手柄vsVR数据手套vs摄像头捕捉_谁更胜一...

人与虚拟环境的互动可谓是虚拟现实中最重要的一部分 随着VR技术的不断革新,市面上的VR产品逐渐丰富。...

发表于 2018-05-12 00:47 225次阅读
VR手柄vsVR数据手套vs摄像头捕捉_谁更胜一...

东进物联网终端统一安全认证解决方案

当今社会物联网已经逐步渗透到人们生产生活的方方面面,为人们及时了解自己周围环境以及辅助日常工作带来便...

发表于 2018-05-11 16:59 340次阅读
东进物联网终端统一安全认证解决方案

光纤传感器调试使用方法

本文主要介绍的是光纤传感器调试,首先介绍了光纤传感器工作原理及优点,其次阐述了光纤传感器调试使用方法...

发表于 2018-05-11 15:44 141次阅读
光纤传感器调试使用方法

一文详解光纤传感器的三大应用(石油化工系统/电力...

由于光纤传感器拥有如此之多的优点,使得其应用领域非常广泛,涉及石油化工、电力、医学、土木工程等诸多领...

发表于 2018-05-11 15:31 213次阅读
一文详解光纤传感器的三大应用(石油化工系统/电力...

稀疏拓扑地图的GPS和基于传感器的本地感知系统进...

MapLite与其他无地图驾驶方法有所不同,它更多地依靠机器学习对一组道路的数据进行训练,然后再在其...

发表于 2018-05-11 14:37 255次阅读
稀疏拓扑地图的GPS和基于传感器的本地感知系统进...

Uber事件调查有了新进展,Uber自动驾驶软件...

除Uber外,Alphabet旗下的Waymo和数十家公司包括从通用汽车的Cruise到 Auror...

发表于 2018-05-11 14:25 278次阅读
Uber事件调查有了新进展,Uber自动驾驶软件...

从透明导电膜的特性探讨具潜力的柔性透明导电膜技术

降低氧化物的厚度到奈米等级可改善氧化物的脆性,然而厚度降低必然也会降低导电度,将导电度极佳的金属薄膜...

发表于 2018-05-11 11:48 218次阅读
从透明导电膜的特性探讨具潜力的柔性透明导电膜技术

物联网领域的领军企业乐鑫信息科技有限公司宣布完成...

集微网消息,物联网领域的领军企业乐鑫信息科技(上海)有限公司(以下简称“乐鑫”)宣布完成 C 轮融资...

发表于 2018-05-11 11:40 524次阅读
物联网领域的领军企业乐鑫信息科技有限公司宣布完成...

多传感器融合,无人驾驶的必由之路

第一代无人驾驶系统——也是今天在国内广泛应用的无人驾驶系统,最明显的特点是头上有一颗Velodyne...

发表于 2018-05-11 10:34 345次阅读
多传感器融合,无人驾驶的必由之路

在争夺5G编码标准的时候,中兴背后捅了华为一刀?

在中兴事件后,网上盛传在争夺5G编码标准的时候,中兴背后捅了华为一刀,把票投给高通。然而这完全就是子...

发表于 2018-05-11 09:55 1163次阅读
在争夺5G编码标准的时候,中兴背后捅了华为一刀?

如何多年坚守,通过在技术上的创新与突破取得“年度...

同期中国IC设计公司的年复合增长率是24.6%。因此,刘伟平认为,华大九天在EDA市场取得成功,跟中...

发表于 2018-05-11 09:05 352次阅读
如何多年坚守,通过在技术上的创新与突破取得“年度...

松下HG-C 激光位移传感器信号采集及处理的问题?

发表于 2018-05-09 21:33 169次阅读
松下HG-C 激光位移传感器信号采集及处理的问题?

光流传感器使用说明

发表于 2018-05-08 10:07 164次阅读
光流传感器使用说明

简单消息队列:物联网消息

发表于 2018-05-07 19:15 99次阅读
简单消息队列:物联网消息

直流电机加角度传感器(电位器)实现角度闭环问题

发表于 2018-05-05 20:05 185次阅读
直流电机加角度传感器(电位器)实现角度闭环问题

2018中国国际数字经济博览会

发表于 2018-05-05 16:58 175次阅读
2018中国国际数字经济博览会

有关于压力温度位移传感器采集信号,监控界面设计的labview实例吗?

发表于 2018-05-05 13:40 126次阅读
有关于压力温度位移传感器采集信号,监控界面设计的labview实例吗?

各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

发表于 2018-05-04 10:47 268次阅读
各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

发表于 2018-05-04 10:47 268次阅读
各位大佬好,小弟请教一下物联网方面的问题。

arduinoUNO怎么读取采用UART的传感器传入的信号

发表于 2018-05-03 21:09 138次阅读
arduinoUNO怎么读取采用UART的传感器传入的信号