開發超高能效的模塊化硬件主要針對物聯網傳

开发超高能效的模块化硬件 主要针对物联传感器供能问题

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，作为物联全面应用的基础，尽可能地延长物联节点续航能力

弗劳恩霍夫创新模块化智能硬件，解决物联传感器供能问题

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

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节点中的系统级封装（SIP）实现模块化