在如今注重可持續(xù)發(fā)展的世界中，對于努力應(yīng)對日益城市化所帶來的不斷增長的能源需求的企業(yè)、消費者和國家/地區(qū)而言，碳中和是必不可少的，采用既能盡量減少浪費又能為用戶提供節(jié)能效益的技術(shù)解決方案變得至關(guān)重要。物聯(lián)網(wǎng)正面臨著迎接這一轉(zhuǎn)變的挑戰(zhàn)。

電池不是……

當(dāng)我們想到物聯(lián)網(wǎng)時，我們會想到一個由智能、創(chuàng)新設(shè)備驅(qū)動的無縫連接的世界。

但是，這些設(shè)備需要什么來保持這種連接性呢？較為簡單的答案是——電源，在大多數(shù)情況下是指傳統(tǒng)電池。

雖然電池可以勝任并滿足這些設(shè)備的目的，但確實存在缺點。

每年有超過 150 億個廢舊電池被送往垃圾填埋場。這導(dǎo)致約 900,000 噸有害的土壤和地下水污染廢物被排放。此外，僅在美國，平均每個家庭每年就會購買 90 塊以上的電池，其中大多數(shù)甚至沒有 10 年的使用壽命。到 2025 年，預(yù)計約有 250 億臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備投入運行，每天需要更換 600 萬塊電池。

這指出了傳統(tǒng)電池的三個主要問題——不便和不當(dāng)?shù)奶幹脤嵺`、不斷的更換和可擴展性問題。這些缺陷不僅會對這些設(shè)備的功能和可靠性產(chǎn)生不利影響，而且還會阻礙智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用向無電池、節(jié)能的未來轉(zhuǎn)變。環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)：一類新的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

環(huán)境物聯(lián)網(wǎng) — 一類新的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

為了應(yīng)對傳統(tǒng)電池給設(shè)備制造商帶來的挑戰(zhàn)，并盡量減少一個更具無縫連接性的世界對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成的威脅，我們現(xiàn)在有一類新型和新興的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備——統(tǒng)稱為環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)。

環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)是指依靠磁場和電場、光、熱、動能和聲音等自然界中可利用的能源為其提供動力的一類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

這種從我們周圍的環(huán)境能源中提取運行功率的方法消除了在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中使用電池的需求。

借助環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)，我們備受喜愛的智能設(shè)備現(xiàn)在可以依靠自然能源來獲取電力并維持連接性，而不是依靠傳統(tǒng)電池。這些能源（如光、熱、運動等）不僅延長了設(shè)備的使用壽命，并且還顯著降低了電池對環(huán)境的不利影響。

介紹用于能量收集的 xG22E SoC

Silicon Labs 是創(chuàng)新和萬物互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一家領(lǐng)先公司。我們的使命是讓開發(fā)人員能夠創(chuàng)造無線聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，從而改變行業(yè)、發(fā)展經(jīng)濟并改變?nèi)藗兊纳?。今天是地球日，我們正朝著促進互聯(lián)且可持續(xù)的未來這一理念邁出第一步。我們現(xiàn)在已經(jīng)優(yōu)化了 xG22 系列 SoC，以納入支持能量收集的功能。我們新的能量優(yōu)化 xG22E SoC 系列 SoC 可支持您設(shè)備的所有節(jié)能需求。

這款電源封裝的 MCU 提供 8ms 的上電復(fù)位 (PoR)，僅消耗 150 微焦耳 (μJ) 的能量，EM4 喚醒僅需 1.83 毫秒，僅消耗 16.6 μJ 的能量。此外，它還提供很高的 RF 性能、多協(xié)議支持和 2.4GHz 操作。它還支持多個電源和電源管理設(shè)備，使用戶能夠探索超級電容器等新的電池技術(shù)。

EFR32xG22E 具有超快速低能耗的冷啟動、低能耗的深度睡眠喚醒和高效的能源模式轉(zhuǎn)換，可減輕有害電流尖峰并防止損壞蓄電池，是市場上可靠的無線遠程 SoC 之一。

在哪里可以使用 xG22E 能量優(yōu)化 SoC？

xG22E SoC 目前市場上常見的一些應(yīng)用包括：

• 智能家居和家電：在門、水龍頭和開關(guān)等 Zigbee 智能家居和家電中，可以使用能量收集發(fā)電機來消除對電池的依賴及其相關(guān)的更換成本。
• 游戲類電子設(shè)備：室內(nèi)太陽能電視遙控器和計算機鍵盤都需要節(jié)能且經(jīng)濟高效的藍牙 LE SoC。
• 智能建筑：使用 xG22E Zigbee Green Power 進行無電池門把手和電燈開關(guān)控制的動能脈沖收集有助于減少不斷更換電池的需求。

其他一些關(guān)鍵應(yīng)用包括輪胎壓力監(jiān)測傳感器、資產(chǎn)跟蹤、ESL、工廠自動化、預(yù)測性維護和農(nóng)業(yè)。

更進一步：Silicon Labs 和 e-peas

為了幫助設(shè)備制造商構(gòu)建完整的能量收集解決方案，Silicon Labs 與行業(yè)領(lǐng)先的電源管理集成電路 (PMIC) 提供商 e-peas 合作，共同開發(fā)了一個適用于新的電源優(yōu)化 xG22E Explorer 套件的先進能量收集屏蔽體套件。

該套件配有三個專用屏蔽體，緊貼在 Explorer 套件板上，該板已經(jīng)過優(yōu)化，可隔離任何電力泄漏并方便外部測量。第一個屏蔽體允許使用替代電池化學(xué)物質(zhì)和超級電容器進行試驗。第二個屏蔽體專門用于動能/脈沖收集應(yīng)用，并使用了 e-peas AEM00300。這些屏蔽體提供了多個測試點，有助于調(diào)試及測量功耗。第三個屏蔽體使用了 e-peas 新穎而先進的 PMIC AEM13920。這種屏蔽體使開發(fā)人員能夠同時使用雙重能量收集來源進行試驗。

該套件附帶了大量適用于藍牙和 Zigbee Green Power 的經(jīng)重新審視的示例應(yīng)用，并提供了有關(guān)如何設(shè)置 PMIC 和優(yōu)化代碼以進行基于能源的決策的說明。

用于能量收集的 xG22E SoC 的上市時間表

我們追隨 Silicon Labs 實現(xiàn)更清潔、更環(huán)保地球的愿景，提前發(fā)布 xG22E 以紀(jì)念地球日，讓設(shè)計人員可以開始對能量收集應(yīng)用進行原型設(shè)計。Silicon Labs 將于 5 月 9 日與我們的合作伙伴 e-peas 合作舉辦開箱技術(shù)講座。我們預(yù)計 xG22E 將于今年 6 月全面上市。