根據(jù)最新市調(diào)報(bào)告指出，2012～2019年能量采集元件市場規(guī)模將由1億3，140萬美元爆發(fā)成長至42億美元。能量無所不在，觸手可及，但這些能量往往非常微小、持續(xù)時(shí)間很短，若能將這些能量進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成電能很好的加以利用，這才是占據(jù)能量采集市場的關(guān)鍵。面對(duì)一個(gè)如此大的市場，能量采集廠商將會(huì)采取何種舉措分食這塊大蛋糕，未來能量采集又會(huì)朝向哪些應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展呢？為了更進(jìn)一步了解能量采集這個(gè)市場，我們采訪了能量采集領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者德國易能森有限公司（EnOcean GmbH）大中華區(qū)銷售總監(jiān)蘇子杰，深入挖掘易能森如何征服能量采集市場。

　　德國易能森有限公司大中華區(qū)銷售總監(jiān) 蘇子杰

　　易能森占據(jù)能量采集市場的殺手锏

　　蘇子杰先生介紹到，目前易能森（EnOcean）基于能量采集技術(shù)的無線解決方案已成功應(yīng)用在眾多領(lǐng)域。易能森（EnOcean）之所以能占據(jù)能量采集市場，其殺手锏主要在于三種核心技術(shù)的完美融合：

　　圖1 能量采集和轉(zhuǎn)換、無線通信以及低功耗芯片三種技術(shù)完美融合

　　能量采集和轉(zhuǎn)換——極高的能量轉(zhuǎn)換效率，將周圍環(huán)境中微小的能量，如機(jī)械能、室內(nèi)光能、溫差能，經(jīng)處理，供給易能森（EnOcean）超低功耗的無線通信模塊。

　　高質(zhì)量的無線通信——源于西門子的無線通信技術(shù)，僅僅用采集的微小能量，驅(qū)動(dòng)低功耗芯片組，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的無線通信技術(shù)。在保證通信距離的同時(shí)，還具有超強(qiáng)的抗干擾能力，通過重復(fù)發(fā)送多個(gè)信號(hào)以及加密功能，保證整個(gè)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性。

　　超低功耗的芯片組——易能森（EnOcean）技術(shù)和同類技術(shù)相比，功耗最低、傳輸距離最遠(yuǎn)，可組網(wǎng)并且支持中繼等功能。

　　目前易能森已提供成熟且大規(guī)模使用的能量采集模塊，包括機(jī)械能采集模塊、室內(nèi)光能采集模塊、溫差能采集模塊（如圖2所示）等。

　　圖2 用于無線無源開關(guān)、傳感器的能量轉(zhuǎn)換器

　　另外，國際電工技術(shù)委員會(huì)將EnOcean無線通信標(biāo)準(zhǔn)采納為國際標(biāo)準(zhǔn)“ISO/IEC 14543-3-10”，這也是世界上唯一使用能量采集技術(shù)的無線國際標(biāo)準(zhǔn)。其無線電信號(hào)使用868MHz、315MHz、902MHz及928MHz頻段，全球適用。每個(gè)無線電信號(hào)占用信道的時(shí)間是1毫秒，使用每秒125KB的數(shù)據(jù)傳輸速度發(fā)送。此外，為避免傳輸錯(cuò)誤，每個(gè)無電線信號(hào)都會(huì)在30毫秒內(nèi)隨機(jī)的重復(fù)2次。由于數(shù)據(jù)在隨機(jī)間隔中傳遞，因此極少產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸沖突的情況。了解更多關(guān)于EnOcean與其他無線通信技術(shù)，更便于大家理解EnOcean無線通信技術(shù)在能量采集領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　相比如其他以電池驅(qū)動(dòng)裝置的技術(shù)，EnOcean技術(shù)最大特點(diǎn)是無需電池。比方說，50-60層的高層大廈的管理系統(tǒng)有時(shí)會(huì)使用4000-6000個(gè)傳感器單元。如果各傳感器單元使用以電池為驅(qū)動(dòng)的技術(shù)，電池的更換和管理將成為巨大的負(fù)擔(dān)，令大廈管理公司無所適從，而EnOcean技術(shù)能夠保證在照明關(guān)閉5天的情況下仍然可以工作。另外易能森（EnOcean）傳感器的數(shù)據(jù)傳輸距離在室外是300米，室內(nèi)為30米。每個(gè)易能森（EnOcean）模塊都有1個(gè)唯一的32位識(shí)別碼，以便和其他無線模塊區(qū)別。

　　EnOcean技術(shù)是作為非常簡單的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，所有基于EnOcean技術(shù)的產(chǎn)品之間互相兼容，這也使得基于EnOcean的智能系統(tǒng)可互操作、易拓展，且可并入使用TCP/IP、WiFi、GSM、ModBus、KNX、DALI、BACnet或LON等系統(tǒng)。EnOcean無線信號(hào)所需的電力是ZigBee的1/30-1/100。另外，由于使用了1GHz以下的頻段，因此EnOcean的傳輸距離較使用2.4GHz的Zigbee及BLE要遠(yuǎn)，且干擾更少。

　　易能森公司能在能量采集市場上有重要位置，離不開易能森聯(lián)盟（EnOcean Alliance）成員大力支持。該聯(lián)盟擁有世界上最大的無線樓宇自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的安裝基礎(chǔ)。目前該聯(lián)盟成員包括：西門子、ABB、GE、施耐德、霍尼韋爾、歐司朗、立維騰、德州儀器、羅姆、尚飛、思默康、萬可、倍福、同方泰德、聯(lián)想、公牛等超過350家公司。

　　易能森目前看好智慧家庭與樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用

　　蘇子杰先生表示目前最看好能量采集技術(shù)在智慧家庭與樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。能量采集技術(shù)將傳感器、開關(guān)等設(shè)備從線纜和電池的束縛中解放出來，許多自供能的應(yīng)用僅借助機(jī)械能、室內(nèi)光能、溫差能等周圍環(huán)境中的微小能量，即可正常運(yùn)作。比如無線無源開關(guān)、門窗磁、智能門窗把手、溫濕度傳感器、照度傳感器、人體紅外傳感器、智能暖氣閥，以及智能家居系統(tǒng)等，帶來了極大的靈活性與便利性。

　　圖3 基于易能森的樓宇控制和智能家居解決方案

　　如今，易能森基于能量采集技術(shù)的無線無源解決方案在智能建筑自動(dòng)化領(lǐng)域已相當(dāng)成功。易能森（EnOcean）下一代能量采集無線無源解決方案即將推出。新一代方案的開發(fā)包括：

　　遠(yuǎn)距離通訊——下一代自供能無線通訊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)10多倍于目前的信號(hào)傳輸距離，無線信號(hào)的傳輸距離可達(dá)到5公里。得益于傳輸距離的突破，新的應(yīng)用例如對(duì)距離要求較高的室外應(yīng)用，都將成為可能。

　　新的能量來源——這一最新的遠(yuǎn)距離無線通訊技術(shù)使用到改良版的能量轉(zhuǎn)換器，豐富了可采集轉(zhuǎn)換的能量來源。在不久的將來，我們會(huì)看到新的機(jī)械能（動(dòng)能）轉(zhuǎn)換器，可將氣體、液體流動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。而這一突破將助力智能抄表領(lǐng)域。新的光能轉(zhuǎn)換器也會(huì)有很大的改進(jìn)，太陽能板的尺寸更小，而轉(zhuǎn)換效率更高。再加上能量存儲(chǔ)效率的提升，由室內(nèi)光能供電的設(shè)備充滿電后，有望在完全黑暗的條件下正常工作幾個(gè)月，甚至一年。而溫差能的利用還處在較為初級(jí)的開發(fā)階段（已成熟的應(yīng)用是利用金屬兩端的溫差），其中一個(gè)研發(fā)方向是采集白天與夜晚間的溫度差，為室外應(yīng)用供能。

　　未來能量采集市場

　　未來，基于能量采集無需電池的無線通訊技術(shù)將被應(yīng)用于生活的方方面面，例如：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（SHM）、水質(zhì)監(jiān)測、森林防火、智慧城市管理、醫(yī)療護(hù)理行業(yè)等。

　　結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（SHM）——大型結(jié)構(gòu)，如橋梁、隧道、大壩或鉆井平臺(tái)等，需要對(duì)抗來自天氣、地震、或者車流的強(qiáng)大外力。由光能、溫差能、或振動(dòng)能供能的無線傳感器，可以永久監(jiān)測臨界參數(shù)，從而在出現(xiàn)異常值時(shí)報(bào)警，預(yù)防結(jié)構(gòu)損壞/坍塌。類似的產(chǎn)品還可用于對(duì)雪崩、山體滑坡等自然災(zāi)害進(jìn)行報(bào)警。

　　環(huán)境監(jiān)測——遠(yuǎn)距離自供能無線傳感器可安置在戶外，為大面積區(qū)域內(nèi)的農(nóng)場動(dòng)物及植物提供提前報(bào)警或監(jiān)測，以快速應(yīng)對(duì)環(huán)境變化。比方說，防止森林大火的蔓延，或者確保對(duì)植物/作物的最佳照護(hù)及水源供應(yīng)。

　　資源監(jiān)測——人類只有一個(gè)地球！因此，所有的資源都需要被保護(hù)并加以可持續(xù)利用。針對(duì)這點(diǎn)，無需電池的傳感器網(wǎng)絡(luò)可以采集所需數(shù)據(jù)，例如水質(zhì)、水量、魚群的運(yùn)動(dòng)。另外，自供能的無線探測器還可以報(bào)告水、油、氣的泄露。

　　智慧城市——到2030年，60%的人口將生活在城市里，相當(dāng)于60億人。屆時(shí)，智能監(jiān)控將成為城市必不可少的功能，以協(xié)調(diào)人們的日常生活，防止城市陷入混亂。智慧城市應(yīng)該包括交通的自動(dòng)化控制、路燈、能量供給、物流、排水等等各個(gè)系統(tǒng)的智能運(yùn)作。而實(shí)現(xiàn)如此龐大的工程，就需要數(shù)以百萬計(jì)的自供能的傳感器節(jié)點(diǎn)，收集并發(fā)送所需的數(shù)據(jù)。

　　醫(yī)療護(hù)理——另外一個(gè)擁有廣闊前景的應(yīng)用領(lǐng)域，良好的醫(yī)療護(hù)理可以顯著提高生活品質(zhì)、安全感以及舒適度。這一領(lǐng)域的應(yīng)用包括可監(jiān)測生命機(jī)能及健康生活狀態(tài)的全新解決方案。目前已有自供能的手環(huán)原型產(chǎn)品，該手環(huán)可監(jiān)測基本生命體征，而手環(huán)監(jiān)測并發(fā)送無線信號(hào)的能量來源則是人體熱能。

　　以上僅列舉了無需電池的無線通訊技術(shù)的一些研發(fā)領(lǐng)域。而實(shí)際上，能量采集技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更多，我們的日常生活無處不存在能量采集無線傳感器技術(shù)的應(yīng)用。

　　最后，蘇子杰先生認(rèn)為目前限制能量采集市場發(fā)展的因素主要有兩點(diǎn)：一是單價(jià)過高，影響普及。但隨著生產(chǎn)成本日益下降，相信很快能夠被市場廣泛接受；二是能量采集技術(shù)本身需要進(jìn)一步提升，才會(huì)有更多元的應(yīng)用，得到更好的發(fā)展。作為走在能量采集無線傳感技術(shù)最前沿的領(lǐng)導(dǎo)者，德國易能森也堅(jiān)信，能量采集技術(shù)將改變世界，讓綠色智能更加簡單。