如何解决物联网（IoT）设备充电难题

作为技术发展的新兴趋势，物联网也为半导体行业带来了许多新的机遇和挑战。如何为这些联网设备供电已经成为每个解决方案设计人员需要面临的问题。能量采集和无线电源技术能够帮助实现小型电池或者无电池解决方案，同时还能避免电源线的使用。
由于传感器节点的数量通常多达数十亿个，更换电池所花费的时间和成本是十分巨大的。因此很多无线传感器必须能够自行供电。从周围环境中采集能量成为了首选的解决方案，或者通过提升可充电存储设备的容量来延长电池更换的间隔时间，甚至无需更换电池。目前可以获得的能源多种多样，其中包括太阳能、热能和振动能，甚至是利用周围的无线电频率（RF）供能。TI的电源管理器件能够支持多种采集器、存储器和负载技术，以便从不同能源中尽可能多地采集能量。

此外，物联网也推动了半导体在例如可穿戴设备等低功率电子领域的全新投入。可穿戴设备虽然为个人健身带来了革命性的变化，但是这些微型设备所使用的不同充电线缆和接头也为消费者带来了诸多的不便。无线充电技术不仅可以消除这些烦恼，还能够提升总体用户体验，这也是这项技术逐渐被广泛采用的原因之一。据瑞士信贷集团（Credit Suisse）预测，在未来5年内，智能手机将成为可穿戴设备的“私有云”，而平均每个用户都会随身携带至少一到两个此类可穿戴产品。技术研究公司则预计，到2016年，可穿戴无线设备市场将会增长到60亿美元。

就业前景本专业培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才。据测算，物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上，而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级。

发展趋势：产业互联网化：物联网不仅是智能家居、智能交通和智能医疗等消费领域的重要组成部分，还被广泛应用于制造业、物流等产业，将加速产业互联网化。

人工智能：物联网技术与人工智能技术的结合将会成为未来的重要发展趋势，进一步推动物联网的发展。

数据隐私保护：数据隐私保护已经成为全球各地的热点问题，随着物联网的发展，如何保护数据隐私将成为更为紧迫的问题。

网络安全：随着物联网的普及，网络安全威胁也会随之增加，因此网络安全将成为物联网发展的重要关键。

总的来说，物联网是一个不断发展的领域，有着广阔的就业前景和发展空间。对于未来的从业者来说，建议综合考虑个人的兴趣和专业背景，选择与自己专业背景匹配的职业方向，进一步提升自己的技能和专业能力，以适应未来物联网领域的发展。

没有衰落。物联网技术发展远超市场需求，使得一些应用方案难以落地，产业链构建缓慢，进一步曲解了市场需求和商业模式的匹配性，进展缓慢，但依然是未来发展的大趋势，并没有衰落。物联网（The Internet of Things，简称IOT）是一个基于互联网，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通，从而提供智能服务的网络。

1网卡的作用：网卡是主机和介质的桥梁设备。

2实现主机和介质之间的电信号匹配。

3提供数据缓冲能力。

4控制数据传送的功能，网卡一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后，将数据通过上的总线传输给本地计算机。

5另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。

6网络适配器又称网卡或网络接口卡，网络适配器的内核是链路层控制器，该控制器通常是实现了许多链路层服务的单个特定目的的芯片，这些服务包括成帧，链路接入，流量控制，差错检测等。

7网络适配器是使计算机联网的设备，平常所说的网卡就是将PC机和LAN连接的网络适配器。

8网卡插在计算机主板插槽中，负责将用户要传递的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，通过网络介质传输。

9它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。

摘 要：对物联网的技术信息进行了综合分析，介绍了物联网的起源、基本概念、国内外的研究现状和应用现状，讨论了物联网的体系结构、感知及终端技术、物联网的安全、智能化等关键技术，最后结合中国物联网的发展及产业现状，提出了物联网的应用与技术建议。
关键词：物联网(IOT)；射频识别(RFID)；网络应用；关键技术
中图分类号：TP3934 文献标识码：A 文章编号：2095-1302(2012)08-0078-03
Features and application of Internet of Things
MA Yin
(Jiangsu College of Information Technology, Wuxi 214153, China)
Abstract: A comprehensive analysis of Internet of Things (IOT) is made The origin and basic concepts of IOT is presented firstly The current research on IOT at homeland and abroad and application of IOT are introduced secondly The key techniques of IOT such as the architecture, perception and terminal technology, security of IOT and intelligence are discussed in detail Combined with the development and current industry situation, the suggestions about IOT application and technical improvement are made finally
Keywords: Internet of Things (IOT); Radio Frequency Identification (RFID); Internet application; key technique
0 引 言
随着信息技术的发展，智能化管理与服务也得到快速发展，物联网正是在这样的条件下发展起来的新兴产业。物联网是以感知为核心的物物互联的综合信息系统，其发展将促进传统生产、生活方式向着现代智能化的方式转变，可大大提高生产力和社会运行效率，提升人们的生活质量。物联网是继计算机、互联网之后，世界信息产业的第3次革命。
早在1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中就已经提及物物互联的概念，但受限于当时无线网络、硬件及传感设备的发展情况而未引起重视。1998年，美国麻省理工学院(MIT)创造性地提出了当时被称为EPC系统的物联网构想。1999年，在建立物品编码、RFID技术和物联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出“万物皆可通过网络互联”，从此阐明了物联网的基本含义[1]。
物联网的基本思想产生于上世纪末，但近年来，随着信息技术的发展，物联网才真正引起人们的关注。2005年，在信息社会世界峰会(WSIS)上，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》[2]。《报告》指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临：通过一些关键技术，用互联网将世界上的物体都连接在一起，使世界万物都可以上网，世界上所有物体都可以通过互联网主动进行信息交换。射频识别技术(RFID)、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术和机器人技术等将得到更加广泛的应用。欧洲智能系统集成技术平台(EPOSS)于2008年在《物联网2020》[3]报告中分析预测了未来物联网的发展主要经历四个阶段：2010年之前广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联；2015—2020年进入半智能化阶段；2020年之后实现全智能化。目前，物联网的产业发展和应用正在由第一阶段向第二阶段过渡期，物物互联的应用范围不断扩大。RFID 在欧美国家已具有成熟的产业链，这些国家主要将RFID 技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。我国目前的物联网虽然只有小规模应用，但物联网的战略性新兴产业地位已经明确。
1 物联网关键技术及特点
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化的重要特征。物联网是一种复杂多样的综合网络系统，根据信息生成、传输、处理和应用过程，可以把物联网分为感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层。
11 感知识别层
感知识别层由大量具有感知和识别功能的设备组成，可以部署于世界任何地方、任何环境之中，被感知和识别的对象也不受限制。感知识别技术是物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带，主要作用是感知和识别物体，采集并捕获信息。关键技术不仅包括射频识别技术、无线传感器等信息自动生成设备，也包括各种智能电子产品用来人工信息生成，主要是感知和识别设备的功耗、物体标签信息的浓缩和写入、物体信息代码的分类匹配等。近年来，各类可联网的电子产品层出不穷，智能手机、个人数字助理(PDA)、多媒体播放器、上网本、笔记本、平板电脑等迅速普及，人们可以随时随地接入互联网，分享信息。信息生成方式的多样化是物联网区别于其他网络的重要特征。
12 网络构建层
网络构建层主要是将感知识别层数据接入互联网。互联网及下一代互联网(包含IPv6技术)是物联网的核心网络。
各种无线网络可提供随时随地的网络接入服务。各种不同类型的无线网络合力提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。无线个域网包括蓝牙技术(802151标准)、ZigBee技术(802154标准)，无线局域网包括现在广为流行的Wi-Fi技术(80211标准)，无线城域网包括现有的WiMAX技术(80216标准)，无线广域网包括现有移动通信网络及其演进技术(3G、4G通信技术)。

当前，芯片产业在国内的发展，总离不开一个关键词——“卡脖子”。近日，记者走访多家江苏芯片公司，发现了一些可喜的变化，比如有企业已经在某些细分领域，成功实现了“弯道超车”，同时，部分国内企业已经携手起来，为整个产业链的发展形成合力。
不过，关键领域尤其是高端芯片制造受制于人的情形依然存在，而且，随着芯片产业被推上“风口”，越来越多的芯片公司所面临的人才紧缺等现实问题愈发凸显。摆脱芯片领域“卡脖子”境况，任重道远，还需艰苦努力。
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自主研发点亮“星星之火”
来到位于苏州国际 科技 园的纳芯微电子，这家成立于2013年的年轻公司，目前已经成长为国内领先的信号链芯片及其解决方案提供商，并且致力于成为传感器、功率驱动以及接口类芯片的行业领导者和国内领先的 汽车 级芯片提供商。
在11月初的一次全国性专业评选中，纳芯微电子研发的“高精度双引脚数字脉冲输出温度传感器”，凭借其卓越的产品性能以及优异的市场表现，一举斩获“2020年度最佳国产传感器芯片产品奖”。“通过我们的创新设计，该产品具有引脚少、精度高、线性度好、外围电路简单等优势，是传统NTC在常温段的理想替代方案，重点应用在白色家电、工业物联网、智能穿戴等诸多领域。”纳芯微电子CEO王升杨告诉记者，该产品不仅在国内同行属于“首发”，在全球范围内也是极具创新性的产品。
行业的领先地位，来自对研发的高强度投入。据王升杨介绍，自创立以来，纳芯微电子的研发占比始终高于20%，公司也因此推出了多款重磅产品。以备受关注的5G网络为例，由于高频化所带来的覆盖区域变小将导致5G时代全球站点数量倍增，站点能耗翻倍，电源功率密度提升成为5G电源的迫切需求。为此，纳芯微电子推出了“应对国产化需求的5G电源用隔离IC一站式解决方案”，以“更小尺寸、更高性能、更可靠”的特点，解决了行业发展“痛点”。
同样是国内领先的网络通信核心芯片及解决方案的创新企业，苏州雄立 科技 一举包揽2020年国家重大集成电路芯片研制项目中的全部网络芯片研制项目，中标金额超3亿元。
“雄立 科技 在网络芯片设计这一赛道上奔跑了12年，目前，公司的最高端产品已经开启了14纳米的研发设计。”雄立 科技 创始人熊冰告诉记者，公司自主研发的“ISE”系列网络搜索处理器芯片，打破了国际上同类TCAM芯片被美国公司垄断的格局，成为中国唯一、全球第二家有能力研发并量产该类型芯片的半导体企业。目前，“ISE”产品已被广泛应用于核心路由器、三层交换机等网络安全设备中。
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持续深耕方能“仰望星空”
“芯片的国产替代成为刚需，而要想从众多同行中脱颖而出得以‘仰望星空’，一定是深耕行业的‘脚踏实地’者。”国产芯片行业分析师王能告诉记者，中国芯片产业处于高速成长阶段，近十年年均复合增长率超过20%，为在细分领域埋头苦干的公司提供了成长土壤。
9月21日，来自江苏的芯片企业思瑞浦在科创板上市，成功登陆资本市场的背后，是公司在模拟电路芯片设计行业的持续深耕。据思瑞浦产品经理高波介绍，公司以信号链产品为主，逐步向电源管理芯片拓展，目前已拥有超过900款可供销售的产品型号，应用范围涵盖通讯、工业控制、监控、医疗 健康 、仪器仪表和家用电器等众多领域。目前，公司的产品体系和类别还在不断丰富。
与此相匹配，思瑞浦发布的2020年3季度报告显示，公司前3季度合计收入455亿元，同比增长14517%；实现归属于母公司股东的净利润163亿元，同比增长28522%。“思瑞浦在信号链领域具有较深的积累，在放大器与比较器领域有较为稳固的市场地位，在当前国产替代的潮流下，公司将享受行业增长与份额扩张的双重红利。”国元证券分析师贺茂飞认为。
近期，2020年度MEMS创业大赛吸引了众多行业目光。经过近3个月角逐，20余家企业入围决赛，竞争MEMS产业“创新产品奖”和“最具投资价值奖”。其中，来自江苏的中科融合荣获此次大赛“最具投资价值奖”一等奖。
之所以能够赢得市场人士认可，中科融合联合创始人、CTO刘欣认为，是因为“公司深耕3D视觉市场，更加贴近3D视觉厂商的高精度、安全性以及控制成本需求。”
据刘欣介绍，目前已有的具备较高精度的基于DLP的3D相机技术价格昂贵，体积大；小尺寸的TOF，以及散斑结构光价格便宜，体积小，但精度低。而中科融合致力于依托具有完全自主知识产权的“3D高精度传感器芯片”和“3D智能处理器芯片”等核心技术，从底层芯片到3D智能算法融合一体，研发和销售新一代高精度，小型化，低成本的3D智能视觉模组。目前，中科融合已与多家国内知名厂商，在3D视觉方面有深入合作，模组国产替代表现出色，客户产品成本迅速下降。
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缩小差距仍需“奋起直追”
“面对巨大差距，需要全行业的努力，也需要全 社会 的付出。”王能提出，从地方政府的角度，更应为科学家的创业营造良好氛围。而江苏作为我国集成电路产业链最完整、产业集聚度最高、人才最集中的区域之一，应该成为这方面的标杆。
实际上，王升杨在提及纳芯微电子的快速发展时，就对公司所在的苏州国际 科技 园所营造的营商环境非常认可，“我们很少需要找园区的管理者，因为园区已经把事情做到了前头。”熊冰则告诉记者，借助地方政府提供的宽容环境，雄立 科技 将继续“挖井”，“只要方向是对的，就一定能出水。”

：视觉中国

来源:江苏1号

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