Psikick研发出新型能量收集传感器

传感器是物联网（IoT）的重要组成部分。与十年前相比，传感、无线功耗和计算成本都降低不少，而且可用性越来越高，因此推动了物联网在过去五年的蓬勃发展。但这还远远不够。如果想让传感器覆盖工厂、城市、办公室和家庭，就需要更好的电池，或者延长电池寿命。现如今还没有任何可操作性的方法去替换数十亿或万亿传感器内的电池。

Psikick传感器片上系统的结构

所以，为了解决这个问题，众多芯片公司正试图制造低功耗无线电和处理器，还有一些公司也在投资能量收集技术。Psikick是一家成立了六年的创业公司，目前主要研究方向是建立由传感器、无线技术和能量采集处理器组成的系统，解决与物联网相关的电力问题。Psikick开发的传感器在无需电池的情况下寿命长达20年。据Psikick联合创始人Ben Calhoun说，“秘诀在于Psikick团队设计了适合任何传感器的超低功耗环境”。该公司的传感器通过运动、光或温度变化来收集自身能量，功耗仅20微瓦左右。

据悉，这些传感器每平方厘米可以收集大约10微瓦的能量。Psikick的想法是将他们放置在移动的工业设备上，提供传输设备数据所需的电力。同时，也可以将他们放置在蒸汽疏水阀中，通过温度变化来收集数据。这其中还有大量其他选择，但首个系统将用于跟踪工业环境中蒸汽疏水阀数据。很显然，10微瓦的电能并不多，因此Psikick的创始人也意识到他们还需要设计其他不同类型的计算处理器和无线传输系统，以便在这样的电力限制下运行。

Calhoun表示，该公司为片上系统（SoC）设计了多种元件，从而优化系统，避免能源浪费。这些组件包括电压转换器和用于管理处理器能量流的电路等。Psikick的处理器本身采用了称为“亚阈值逻辑”的技术，通过让芯片在接近其最小电压阈值时再执行计算，该计算产生的功耗远低于正常水平。其他公司，如Ambiq Micro，也在探索这种技术。Ambiq还展示了其芯片与基于ARM的芯片相比，功耗降低了10倍。在无线电方面，Psikick的SoC具有始终在线的监听接收器和单独的收发器来发送数据。

收发器用来传输数据，始终在线监听接收器的最低功耗版本运行在200纳瓦，Calhoun说。Psikick工程师设计的无线协议已申请专利，主要专注于提高能效和降低延迟，而不是发送大量数据。Psikick没有分享实际的传输速率或距离数据，当考虑该传感器是否适用于具体的工业环境时，这两者是必须要考虑的因素。低传输速率和有限的计算能力意味着Psikick传感器无法在任意环境中收集任意类型数据。Calhoun还表示，数以千计的Psikick传感器都可以与Psikick的网关设备进行通信。该实施方案将包括“在任一地方放置支持大型网络的戳式（stamp-like）传感器”。据悉，Psikick已从NEA（National Environment Agency）筹集了一笔具体金额暂未公开的资金。