市場(chǎng)規(guī)模不斷增長，如何賦能智能家居的綠色未來？

在國家新基建的背景下，隨著5G、人工智能等新興技術(shù)快速應(yīng)用與普及，萬物互聯(lián)互通已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)，智能家居也迎來發(fā)展機(jī)遇。據(jù)中研網(wǎng)發(fā)布的《2022智能家居行業(yè)現(xiàn)狀與市場(chǎng)發(fā)展前景趨勢(shì)分析》報(bào)告預(yù)測(cè)，2022年我國智能家居市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)6515.6億元。中國將成為全球最大的智能家居市場(chǎng)消費(fèi)國，占據(jù)全球50%-60%的智能家居市場(chǎng)消費(fèi)份額。

隨著消費(fèi)者對(duì)于智能家居消費(fèi)需求進(jìn)一步升級(jí)，不斷增長的智能家居設(shè)備對(duì)環(huán)境的可持續(xù)性也持續(xù)造成影響。人們?cè)絹碓蕉嗟仃P(guān)注物聯(lián)網(wǎng)/智能家居的可持續(xù)性，因而產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響成為消費(fèi)者購買的重要考慮因素。

智能家居的可持續(xù)性

在過去一年中，全球電力需求增長了6%，給很多地區(qū)的供應(yīng)鏈帶來了壓力，同時(shí)推高了電價(jià)。不斷增長的能源需求正在加快全球變暖的速度，并引發(fā)氣候危機(jī)。我們可以通過許多方法阻止氣候變化，比如從使用化石燃料轉(zhuǎn)向使用可再生能源、保護(hù)亞馬遜等雨林。但作為個(gè)人，我們能做什么呢？

每個(gè)人都可以做到的一件事情就是節(jié)約用電。當(dāng)然這并非要求人們不使用電能，完全關(guān)掉家里的燈具等設(shè)備，而是說我們要盡量避免浪費(fèi)電。大幅減少能源的使用可以帶來巨大的變化，而智能設(shè)備有助于降低家庭的用電量。

例如，在智能家居中，智能恒溫系統(tǒng)的用戶能夠在手機(jī)上輕松設(shè)置偏好、調(diào)節(jié)空調(diào)溫度，不論身處家中，還是正在路上。隨著AI技術(shù)的進(jìn)步，智能恒溫系統(tǒng)甚至能夠?qū)W習(xí)如何根據(jù)使用模式來更好地預(yù)測(cè)用戶對(duì)暖風(fēng)和冷風(fēng)的偏好。這些智能系統(tǒng)能夠大幅減少用戶的用電量和電費(fèi)，給消費(fèi)者帶來雙贏；還可以幫助用戶發(fā)現(xiàn)冷暖空調(diào)系統(tǒng)中的問題，并在需要更換空氣過濾器時(shí)發(fā)出提醒。

智能照明也能幫助提高可持續(xù)性。在智能照明系統(tǒng)中，管理員可以為不同位置、不同時(shí)間、以及系統(tǒng)偵測(cè)室內(nèi)人員等設(shè)置不同的照明偏好。這種高自適性配合高效的LED燈泡，可以大幅減少用電量。

能量收集需求

為了提高可持續(xù)性，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)亟需解決蓄電池問題——每年有數(shù)十億蓄電池被丟棄，導(dǎo)致有害化學(xué)物質(zhì)泄漏到垃圾填埋場(chǎng)。能量收集技術(shù)為解決這個(gè)問題提供了方法。

智能設(shè)備可以同時(shí)使用能量收集技術(shù)與超低功耗射頻、按需喚醒技術(shù)等其他低功耗增強(qiáng)功能來延長電池壽命，使一塊電池可以一直使用到智能產(chǎn)品報(bào)廢為止。在某些情況下，能量收集技術(shù)甚至可以使設(shè)備在沒有電池的情況下運(yùn)行，消除更換電池的不便利性，并為用戶帶來成本的節(jié)約。可以預(yù)期，假設(shè)搭載能量收集技術(shù)的智能設(shè)備能夠形成規(guī)模，將有效地幫助物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)變得更加可持續(xù)。

能量收集來源

目前，智能設(shè)備可以使用的能量收集途徑有很多，包括光伏（PV）、射頻（RF）、機(jī)械動(dòng)能和熱能。光伏是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中最流行的能量收集來源之一，尤其是對(duì)于鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)接口設(shè)備?，F(xiàn)代光伏電池不需要太多的光來收集能量，能夠在普通室內(nèi)光線水平下，甚至從紅外線等非可見光源中收集能量。目前，制造光伏電池最常見的材料是玻璃基板，但隨著光伏技術(shù)的不斷創(chuàng)新，未來將可以使用更靈活的材料來制造光伏電池。這些新材料將使環(huán)境傳感器、信標(biāo)等能量收集裝置的物理形狀和尺寸變得更加小巧，從而更容易集成到更多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。

射頻能量通過射頻源（即發(fā)射器）為附近設(shè)備供電。發(fā)射器的頻率、發(fā)射功率和占空比都會(huì)影響設(shè)備與發(fā)射器之間的距離限制。雖然我們可以使用任何頻率來傳輸能量，但當(dāng)使用較低的射頻頻率（如900兆赫）時(shí)，設(shè)備與射頻源之間的最大距離不能超過5至6米。射頻能夠?yàn)槎鄠€(gè)設(shè)備同時(shí)供電，因此非常適合用于零售或工業(yè)環(huán)境（包括工廠）。

機(jī)械動(dòng)能能量收集技術(shù)的另一種能量來源。這種能量的來源有很多，比如按下按鈕的動(dòng)作或電機(jī)的振動(dòng)。跑鞋鞋底上的壓力也可以成為機(jī)械動(dòng)能的來源。機(jī)械動(dòng)能收集裝置包括電機(jī)共振振動(dòng)收集器、能夠?qū)C(jī)械壓力做出反應(yīng)的壓電發(fā)電機(jī)等。

熱能也是一種可以為無線監(jiān)測(cè)器和傳感器供電的能源。熱能的來源包括電機(jī)、熱水管，甚至人體。依靠熱能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用熱電發(fā)電機(jī)（TEG）將熱源和環(huán)境之間的溫度差轉(zhuǎn)換為電能。

Atmosic提供的受控能量收集技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)和其他設(shè)備的電池和成本問題提供了多種解決方案，能夠從光伏、射頻、機(jī)械動(dòng)能、熱能等多個(gè)來源收集應(yīng)用運(yùn)行所需的能量。同時(shí)，Atmosic推出的SoC產(chǎn)品結(jié)合了超低功耗藍(lán)牙技術(shù)（BluetoothLE）與集成式的電源管理單元(PMU)，能夠與光伏電池和射頻(RF)天線等能量收集元件直接連接，可降低物料成本，同時(shí)提高所收集能量的使用效率。

當(dāng)然，能量收集并非一種“全有或全無”的技術(shù)路線。我們?nèi)匀豢梢詫㈦姵丶夹g(shù)與能量收集技術(shù)結(jié)合起來，以大幅度延長電池的使用壽命；或者在某些情況下，使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備完全擺脫對(duì)電池的依賴。

為了緩解氣候變化所帶來的影響，我們?nèi)杂泻芏喙ぷ餍枰觯钶d能量收集技術(shù)的智能家居設(shè)備可以成為我們環(huán)境綠化和可持續(xù)發(fā)展工作中的重要組成部分。