未来的超低功耗蓝牙设备或将不再需要电池

蓝牙 5 标准主要设计用于在家庭或汽车范围内以及工作场所内的设备之间共享信息。话虽如此，新版蓝牙的特性应该会使其对某些物联网应用具有吸引力。Atmosic Technologies专注于低功耗蓝牙 5 无线平台，以支持物联网设备网络，正如该公司所说，“永远连接，无处不在”。

与传统蓝牙相比，新的蓝牙 5 提供了四倍的范围、两倍的速度和八倍的带宽的性能改进。蓝牙 5 扩展了之前版本已经提供的功能，旨在提高网络连接设备之间的灵活性和交互性。

可能将蓝牙 5 连接到整个物联网的是智能手机和平板电脑中蓝牙的存在。许多物联网应用程序需要远程但最小的带宽容量，只能间歇性地传输数据。蓝牙可作为其他物联网应用的替代品，提供可包含大量节点的网状网络。蓝牙 5 可以保证设备的分散系统，而无需求助于单个控制器集线器——一个真正的点对点通信网络，其中节点是等效的，或者更好的是，相同的。不同的产品将能够交互和协同工作。

蓝牙 5 标准还特别注意连接安全性。这样做主要是为了避免干扰连接到网络的其他无线设备，从而方便物联网应用的使用。

到 2023 年，全球将有超过 300 亿台支持蓝牙的设备，其中用于物联网应用的百分比将不断增长。

Atmosic 凭借其 RF CMOS 设计，专注于甚至可能没有电池的低功耗物联网应用的愿景，从而避免了与电池寿命相关的问题。

电池掉落将对成本和维护产生重大影响（图 1）。蓝牙系统的增长和演变肯定与这些年和未来几年导致物联网行业的增长有关。

图 1：使用蓝牙 5 提高电池寿命 [来源：Atmosic]

Atmosic 顾问兼 Alphabet 董事会主席 John Hennessy 表示：“如果你讨厌更换电池，你就会喜欢我们正在开发的帮助解决这个问题的技术。” “Atmosic 团队正在运用其广泛的无线和低功耗专业知识，将创新的无线电和节能设计推向市场。我们的使命是重新定义电池寿命。

许多由电池供电的物联网端点使其成为真正的“无线”解决方案。然而，频繁更换电池的机会成本远高于电池成本。Atmosic 副总裁 Srinivas Pattamatta 表示，拥有无电池或永久电池寿命解决方案可大大消除经常性运营成本和机会成本。

Atmosic 开发了三项创新技术：最低功率无线电、按需唤醒和受控能量收集。第一个旨在解决信标和健身追踪器等物联网设备的能源和管理挑战。Atmosic 的受控能量收集将电池性能提升到一个新的水平。

图2：Atmosic蓝牙5超低功耗单芯片【来源：Atmosic】

Atmosic M2 系列解决方案符合蓝牙 5 标准，并通过低功率无线电和按需唤醒技术进行了改进，所需功率降低了 10 到 100 倍。M3 系列 Atmosic 解决方案增加了受控能量收集，允许在没有电池的情况下运行，从而确保电池寿命或永久无电池运行（图 2 和 3）。

图 3：Atmosic 技术 [来源：Atmosic]

通过使用他们的能量收集解决方案，该系统可以产生几十毫瓦的功率，效率为 30% 到 40%，不包括射频路径的损耗。

必须评估各种参数，这些参数可以决定射频能量收集项目的性能。效率、灵敏度、工作距离和输出功率等关键参数被定义为进行相对比较的标准。Q 因子通常定义为描述共振强度的无量纲值。每个天线都有其最佳工作频率，准确地称为谐振频率。后者由天线的电容和电感特性决定。天线的电容和电感是天线本身的频率和物理尺寸的函数。天线尺寸越大，谐振频率越低。天线的带宽是天线可以有效工作的频率范围。

能量收集可以使用多种环境资源，并为低功率设备提供无限的使用寿命，因此无需更换在许多物联网应用中昂贵且不切实际的电池。因此，射频能量收集的可能性为从内部和外部环境收集射频能量的一般概念提供了空间，射频范围内的任何特征以及其限制仅由热噪声的自然阈值设置的能量范围内的任何特征以及采集装置的性能。

审核编辑 黄昊宇