作者：Atmosic產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Nick Dutton
在國家新基建的背景下，隨著5G、人工智能等新興技術(shù)快速應(yīng)用與普及，萬物互聯(lián)互通已成為經(jīng)濟社會的發(fā)展趨勢，智能家居也迎來發(fā)展機遇。據(jù)中研網(wǎng)發(fā)布的《2022智能家居行業(yè)現(xiàn)狀與市場發(fā)展前景趨勢分析》報告預(yù)測，2022年我國智能家居市場規(guī)模預(yù)計達(dá)6515.6億元。中國將成為全球最大的智能家居市場消費國，占據(jù)全球50%-60%的智能家居市場消費份額。
隨著消費者對于智能家居消費需求進一步升級，不斷增長的智能家居設(shè)備對環(huán)境的可持續(xù)性也持續(xù)造成影響。人們越來越多地關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)/智能家居的可持續(xù)性，因而產(chǎn)品對環(huán)境的影響成為消費者購買的重要考慮因素。
智能家居的可持續(xù)性
在過去一年中，全球電力需求增長了6%，給很多地區(qū)的供應(yīng)鏈帶來了壓力，同時推高了電價。不斷增長的能源需求正在加快全球變暖的速度，并引發(fā)氣候危機。我們可以通過許多方法阻止氣候變化，比如從使用化石燃料轉(zhuǎn)向使用可再生能源、保護亞馬遜等雨林。但作為個人，我們能做什么呢？
每個人都可以做到的一件事情就是節(jié)約用電。當(dāng)然這并非要求人們不使用電能，完全關(guān)掉家里的燈具等設(shè)備，而是說我們要盡量避免浪費電。大幅減少能源的使用可以帶來巨大的變化，而智能設(shè)備有助于降低家庭的用電量。
例如，在智能家居中，智能恒溫系統(tǒng)的用戶能夠在手機上輕松設(shè)置偏好、調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，不論身處家中，還是正在路上。隨著AI技術(shù)的進步，智能恒溫系統(tǒng)甚至能夠?qū)W習(xí)如何根據(jù)使用模式來更好地預(yù)測用戶對暖風(fēng)和冷風(fēng)的偏好。這些智能系統(tǒng)能夠大幅減少用戶的用電量和電費，給消費者帶來雙贏；還可以幫助用戶發(fā)現(xiàn)冷暖空調(diào)系統(tǒng)中的問題，并在需要更換空氣過濾器時發(fā)出提醒。
智能照明也能幫助提高可持續(xù)性。在智能照明系統(tǒng)中，管理員可以為不同位置、不同時間、以及系統(tǒng)偵測室內(nèi)人員等設(shè)置不同的照明偏好。這種高自適性配合高效的LED燈泡，可以大幅減少用電量。
能量收集需求
為了提高可持續(xù)性，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)亟需解決蓄電池問題——每年有數(shù)十億蓄電池被丟棄，導(dǎo)致有害化學(xué)物質(zhì)泄漏到垃圾填埋場。能量收集技術(shù)為解決這個問題提供了方法。
智能設(shè)備可以同時使用能量收集技術(shù)與超低功耗射頻、按需喚醒技術(shù)等其他低功耗增強功能來延長電池壽命，使一塊電池可以一直使用到智能產(chǎn)品報廢為止。在某些情況下，能量收集技術(shù)甚至可以使設(shè)備在沒有電池的情況下運行，消除更換電池的不便利性，并為用戶帶來成本的節(jié)約。可以預(yù)期，假設(shè)搭載能量收集技術(shù)的智能設(shè)備能夠形成規(guī)模，將有效地幫助物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)變得更加可持續(xù)。
能量收集來源
目前，智能設(shè)備可以使用的能量收集途徑有很多，包括光伏（PV）、射頻（RF）、機械動能和熱能。光伏是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中最流行的能量收集來源之一，尤其是對于鍵盤、鼠標(biāo)等人機接口設(shè)備。現(xiàn)代光伏電池不需要太多的光來收集能量，能夠在普通室內(nèi)光線水平下，甚至從紅外線等非可見光源中收集能量。目前，制造光伏電池最常見的材料是玻璃基板，但隨著光伏技術(shù)的不斷創(chuàng)新，未來將可以使用更靈活的材料來制造光伏電池。這些新材料將使環(huán)境傳感器、信標(biāo)等能量收集裝置的物理形狀和尺寸變得更加小巧，從而更容易集成到更多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。
射頻能量通過射頻源（即發(fā)射器）為附近設(shè)備供電。發(fā)射器的頻率、發(fā)射功率和占空比都會影響設(shè)備與發(fā)射器之間的距離限制。雖然我們可以使用任何頻率來傳輸能量，但當(dāng)使用較低的射頻頻率（如900兆赫）時，設(shè)備與射頻源之間的最大距離不能超過5至6米。射頻能夠為多個設(shè)備同時供電，因此非常適合用于零售或工業(yè)環(huán)境（包括工廠）。
機械動能能量收集技術(shù)的另一種能量來源。這種能量的來源有很多，比如按下按鈕的動作或電機的振動。跑鞋鞋底上的壓力也可以成為機械動能的來源。機械動能收集裝置包括電機共振振動收集器、能夠?qū)C械壓力做出反應(yīng)的壓電發(fā)電機等。
熱能也是一種可以為無線監(jiān)測器和傳感器供電的能源。熱能的來源包括電機、熱水管，甚至人體。依靠熱能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用熱電發(fā)電機（TEG）將熱源和環(huán)境之間的溫度差轉(zhuǎn)換為電能。
Atmosic提供的受控能量收集技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)和其他設(shè)備的電池和成本問題提供了多種解決方案，能夠從光伏、射頻、機械動能、熱能等多個來源收集應(yīng)用運行所需的能量。同時，Atmosic推出的SoC產(chǎn)品結(jié)合了超低功耗藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth LE）與集成式的電源管理單元(PMU)，能夠與光伏電池和射頻(RF)天線等能量收集元件直接連接，可降低物料成本，同時提高所收集能量的使用效率。
當(dāng)然，能量收集并非一種“全有或全無”的技術(shù)路線。我們?nèi)匀豢梢詫㈦姵丶夹g(shù)與能量收集技術(shù)結(jié)合起來，以大幅度延長電池的使用壽命；或者在某些情況下，使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備完全擺脫對電池的依賴。
為了緩解氣候變化所帶來的影響，我們?nèi)杂泻芏喙ぷ餍枰觯钶d能量收集技術(shù)的智能家居設(shè)備可以成為我們環(huán)境綠化和可持續(xù)發(fā)展工作中的重要組成部分。