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- 擺脫電池困境：基于無電池傳感器的工業(yè)“物聯(lián)網(wǎng)”平臺(tái)
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/8/25
初創(chuàng)公司Everactive使用超低功耗芯片在無電池傳感器上運(yùn)行其工業(yè)“物聯(lián)網(wǎng)”平臺(tái)。信用：圖片由Everactive提供
Everactive提供了未來的工廠，不包括電池。
許多分析師預(yù)測(cè)，在未來十年內(nèi)將投入使用的工業(yè)“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT）設(shè)備數(shù)量將會(huì)激增。傳感器在這些預(yù)測(cè)中起著重要作用。
不幸的是，傳感器有其自身的缺點(diǎn)，其中許多是由于能量供應(yīng)有限和電池壽命有限所致。
現(xiàn)在，初創(chuàng)公司Everactive已開發(fā)出全天候運(yùn)行的工業(yè)傳感器，需要的維護(hù)最少，并且可以使用20年以上。該公司不是通過重新設(shè)計(jì)電池來制造傳感器，而是完全取消了它們。
關(guān)鍵是Everactive的超低功耗集成電路，該集成電路從室內(nèi)光和振動(dòng)等來源收集能量以生成數(shù)據(jù)。傳感器將數(shù)據(jù)連續(xù)發(fā)送到Everactive的基于云的儀表板，該儀表板為用戶提供實(shí)時(shí)見解，分析和警報(bào)，以幫助他們利用工業(yè)IoT設(shè)備的全部功能。
Everactive聯(lián)合首席技術(shù)官David Wentzloff SM '02，Ph''07說：“所有這些都由支持連續(xù)監(jiān)視的超低功耗芯片實(shí)現(xiàn)。” “因?yàn)槲覀兊碾娫词菬o限的，所以我們不會(huì)做出權(quán)衡取舍，例如關(guān)閉無線電或做其他（限制）操作以節(jié)省電池壽命�！�
泵監(jiān)控傳感器
Everactive傳感器的關(guān)鍵是其超低功耗集成電路，該集成電路從室內(nèi)光和振動(dòng)等來源收集能量以生成數(shù)據(jù)。圖中為監(jiān)控泵的傳感器。信用：圖片由Everactive提供
Everactive在其芯片上構(gòu)建成品，客戶可以快速大量部署。它的第一個(gè)產(chǎn)品是監(jiān)控疏水閥，該疏水閥可將冷凝水從蒸汽系統(tǒng)中釋放出來。此類系統(tǒng)用于各種行業(yè)，Everactive的客戶包括石油和天然氣，造紙和食品生產(chǎn)等行業(yè)的公司。Everactive還開發(fā)了一種傳感器，用于監(jiān)視旋轉(zhuǎn)機(jī)械（例如電動(dòng)機(jī)和泵），該傳感器在第二代無電池芯片上運(yùn)行。
通過避免與其他傳感器相關(guān)的成本和限制，該公司認(rèn)為，它在以物聯(lián)網(wǎng)為動(dòng)力的向未來工廠的過渡中發(fā)揮了重要作用。
“這項(xiàng)技術(shù)完全無需維護(hù)，無需電池，由收集的能量供電，并且始終與云連接。您可以用很多方法來做，很難把頭纏起來�！睖仄澛宸蛘f。
Wentzloff和他的Everactive聯(lián)合創(chuàng)始人兼聯(lián)合首席技術(shù)官Benton Calhoun SM '02，PhD '06從在麻省理工學(xué)院開始，就從事低功耗電路設(shè)計(jì)已有十多年了。他們倆都在Anantha Chandrakasan的實(shí)驗(yàn)室中完成了博士學(xué)位的工作，Anantha Chandrakasan目前是范內(nèi)瓦爾·布什（Vannevar Bush）電機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授，也是麻省理工學(xué)院工程學(xué)院的院長(zhǎng)。Calhoun的研究集中在低功率數(shù)字電路和存儲(chǔ)器上，而Wentzloff的研究集中在低功率無線電上。
在獲得博士學(xué)位后，兩人都成為了他們就讀的本科學(xué)校的助理教授-密歇根大學(xué)的Wentzloff和弗吉尼亞大學(xué)的Calhoun-至今仍在教書。即使在該國(guó)不同地區(qū)定居之后，他們?nèi)岳^續(xù)進(jìn)行合作，申請(qǐng)聯(lián)合資助，并建立結(jié)合了他們研究領(lǐng)域的基于電路的系統(tǒng)。
合作并非孤立事件：創(chuàng)始人與MIT的許多聯(lián)系人保持著聯(lián)系。
“到目前為止，我一直與同事和教授保持聯(lián)系，”溫茲洛夫說�！斑@是一個(gè)很棒的團(tuán)隊(duì)，特別是當(dāng)您談?wù)摷呻娐奉I(lǐng)域時(shí)。這是一個(gè)很棒的社區(qū)，我真的很珍視并欣賞這種經(jīng)驗(yàn)以及與之形成的聯(lián)系。麻省理工學(xué)院對(duì)我的職業(yè)生涯留下的最長(zhǎng)印象是與我繼續(xù)保持聯(lián)系的人們。我們都在互相幫助�！�
Wentzloff和Calhoun的學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室最終創(chuàng)建了一個(gè)無需電池的生理監(jiān)護(hù)儀，該監(jiān)視器可以跟蹤用戶的運(yùn)動(dòng)，溫度，心率和其他信號(hào)，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送到電話，而這些操作都是依靠從人體熱量中獲取的能量來進(jìn)行的。
Wentzloff說：“那是我們決定將這種技術(shù)商業(yè)化的時(shí)候�！�
2014年，他們與半導(dǎo)體行業(yè)資深人士Brendan Richardson合作推出了公司，最初名為PsiKick。
最初，當(dāng)Wentzloff將公司描述為“車庫里的三個(gè)人和一條狗”時(shí)，創(chuàng)始人試圖重新設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)，其中包括傳感器接口，處理能力，內(nèi)存和無線電信號(hào)等完整計(jì)算系統(tǒng)的功能。他們還需要整合能量收集機(jī)制和電源管理功能。
溫茨洛夫回憶說：“我們把板巖擦干凈了，并且有了一個(gè)新的起點(diǎn)�！�
創(chuàng)始人最初試圖將其芯片出售給公司以在其之上構(gòu)建解決方案，但他們很快意識(shí)到該行業(yè)對(duì)無電池芯片還不夠熟悉。
Wentzloff說：“這具有一定的教育水平，因?yàn)橛幸淮こ處熈?xí)慣于使用電池供電的芯片進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)�！�
學(xué)習(xí)曲線使創(chuàng)始人開始為客戶構(gòu)建自己的解決方案。如今，Everactive將傳感器作為更廣泛服務(wù)的一部分提供，該服務(wù)結(jié)合了無線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析功能。
該公司的傳感器可以通過微小的振動(dòng)，工廠內(nèi)昏暗的100 lux的燈光以及低于10 華氏度的熱差來供電。這些設(shè)備可以感應(yīng)溫度，加速度，振動(dòng)，壓力等。
該公司表示，其傳感器的運(yùn)行成本大大低于傳統(tǒng)傳感器，并且避免了部署數(shù)千個(gè)電池供電設(shè)備所帶來的維護(hù)麻煩。
例如，Everactive考慮了部署10,000個(gè)傳統(tǒng)傳感器的成本。假設(shè)電池使用壽命為三年，則客戶每年平均需要更換3333塊電池，每天更換9塊以上。
下一場(chǎng)技術(shù)革命
通過節(jié)省維護(hù)和更換成本，Everactive客戶可以部署更多傳感器。結(jié)合這些傳感器的近乎連續(xù)的操作，使操作的可視性達(dá)到了新的高度。
Calhoun說：“（如果您愿意的話，[取消對(duì)傳感器安裝的限制]開始讓您對(duì)總體運(yùn)行方式有了第六種認(rèn)識(shí)�！� “真令人興奮。客戶想揮動(dòng)魔杖，并確切地知道他們感興趣的地方到底發(fā)生了什么。部署成千上萬個(gè)傳感器的能力使您接近魔杖�！�
Wentzloff相信，由于已經(jīng)部署了數(shù)千個(gè)Everactive的疏水閥傳感器，其用于電機(jī)和其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械的傳感器將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)產(chǎn)生更大的影響。
除了Everactive的第二代產(chǎn)品，創(chuàng)始人還說他們的傳感器距離半透明，靈活和郵票大小還差幾年。那時(shí)，客戶只需要將傳感器粘貼到機(jī)器上即可開始生成數(shù)據(jù)。這種易于安裝和使用的影響將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工廠范圍。
“您聽說過智能交通，智能農(nóng)業(yè)等，” Calhoun說。物聯(lián)網(wǎng)有望使我們的所有環(huán)境變得智能，這意味著人們正在了解正在發(fā)生的事情，并利用這些信息使這些環(huán)境以預(yù)期我們的需求并盡可能高效的方式運(yùn)行。我們相信無電池感應(yīng)是實(shí)現(xiàn)這一愿景所必需的，也是不可避免的，我們很高興能成為下一次計(jì)算革命的一部分�！�
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