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電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）全球的傳感器市場在持續(xù)的技術工藝革新、需求升級中呈現(xiàn)出了快速增長的趨勢。尤其當下物聯(lián)網概念火熱，物聯(lián)網和傳感器深度綁定，物聯(lián)網應用需要大量的傳感器來收集各類環(huán)境信息。

對于有線的連接或者采用電池供電的傳感器來說，很少遇到斷電的情況。而很多物聯(lián)網的傳感器部署范圍廣，距離遠，這些場景不可能用有線連接或是電池供電，那對于需長期監(jiān)測、電池又不易更換或者無法長距離有線連接的應用使用傳感器就成了難題。

無源傳感，轉換型能量利用

對傳感器進行分類，可以分為有源傳感和無源傳感，無源傳感器也稱為能量轉換型傳感器，最明顯的特征就是它不需要外部電源，即不需要使用外接電源的傳感器且可以通過外部獲取到能源的感應傳感器。

不需要外部電源的傳感器，一般圍繞振動，應變，溫度和光來做文章，比較有代表性的就是利用熱電效應、光電效應、壓阻效應的這些傳感器。在傳感器節(jié)點上，壓電式和電磁式收集振動能量，熱電式收集的是溫差能量，傳感器利用這些效應完成能量的轉換用以支持自身的工作。

振動能量屬于動能，是廣泛存在于環(huán)境中且很容易獲得的能量之一，利用一個與周圍環(huán)境振動主頻率發(fā)生諧振的質量塊收集振動能量，比如壓電力傳感器。利用收集能量的膜片，配合其他電氣元件和機械元件通過振動式的韻律把待測的壓力轉換成為電量，進而完成相關測量工作。

太陽光和電磁波這一類都屬于輻射能，光電轉換現(xiàn)在已經比較成熟，轉換后的電流電壓也相對穩(wěn)定，其應用很常見，而且具有反應快、非接觸等優(yōu)點。

電磁波典型的應用是為人熟知的RFID，無源RFID標簽通過RFID讀取設備傳輸?shù)碾姶拍軐崿F(xiàn)供電。當讀取設備掃描無源RFID標簽時，會向標簽傳輸能量，從而使芯片和天線獲得足夠的電力，將信息傳回讀取設備。

熱能也能量轉換型傳感會使用的一類能量，因為需要盡可能大的溫差來實現(xiàn)能量轉換，通常的環(huán)境下巨大的溫差不太容易出現(xiàn)，所以這種轉換要盡可能產生更高功率，比如熱電偶的應用。

能量采集無源傳感拓展更多應用

上面常見的環(huán)境能量轉換型通常都會面臨轉換的電量微弱難題，所以現(xiàn)在很多這類傳感會配置能量收集IC為傳感器收集到的能源提供高效率轉換。

一般來說，能量采集IC要能在μW到mW范圍內對采集到的能量進行高效轉換，同時自身的工作損耗要足夠低才能支持電能自足的節(jié)點。

同時，無線能量采集技術現(xiàn)在也正在不斷突破。無線能量采集也叫無線取電，即傳感器通過NFC從接口獲取能量。這種能量采集，讓傳感器不需要外部電源，接口在工作時通過NFC從傳入的射頻輻射功率傳感器接口和射頻傳輸獲取能量。

雖然目前取電功率在很多場景里還不足以支持傳感器完全擺脫電源的限制，但是在一些小功率場景中技術驗證完全沒問題。隨著技術進一步發(fā)展，未來在物聯(lián)網傳感器應用上空間還是很大的。

未來還能夠通過不同能量收集方式的融合，進一步增強傳感器獲取能源的能力，提高能量轉換的效率和功率。

小結

物聯(lián)網應用鋪開，肯定會面臨很多電能供給問題，無源傳感給未來多樣的傳感配置提供了很好的解決方案。隨著技術的進步，各種功能各種取能手段的無源傳感器在物聯(lián)網時代會在很多應用里大顯身手。

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