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市場規(guī)模不斷增長,如何賦能智能家居的綠色未來?

2022-07-27 來源:微波射頻網(wǎng) 作者:Atmosic-Nick Dutton 字號:

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快速應用與普及,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》報告預測,2022年我國智能家居市場規(guī)模預計達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。當然這并非要求人們不使用電能,完全關掉家里的燈具等設備,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技術的進步,智能恒溫系統(tǒng)甚至能夠?qū)W習如何根據(jù)使用模式來更好地預測用戶對暖風和冷風的偏好。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,導致有害化學物質(zhì)泄漏到垃圾填埋場。能量收集技術為解決這個問題提供了方法。

智能設備可以同時使用能量收集技術與超低功耗射頻、按需喚醒技術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,能量收集技術甚至可以使設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。可以預期,假設搭載能量收集技術的智能設備能夠形成規(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、鼠標等人機接口設備。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)設備中。

射頻能量通過射頻源(即發(fā)射器)為附近設備供電。發(fā)射器的頻率、發(fā)射功率和占空比都會影響設備與發(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,但當使用較低的射頻頻率(如900兆赫)時,設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為物聯(lián)網(wǎng)和其他設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用運行所需的能量。同時,Atmosic推出的SoC產(chǎn)品結合了超低功耗藍牙技術(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。

當然,能量收集并非一種“全有或全無”的技術路線。我們?nèi)匀豢梢詫㈦姵丶夹g與能量收集技術結合起來,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能量收集技術的智能家居設備可以成為我們環(huán)境綠化和可持續(xù)發(fā)展工作中的重要組成部分。

主題閱讀: 射頻能量收集  智能家居
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