物聯網市場的超大規模發展，極大地激發了對傳感器應用的龐大需求。這些無線傳感節點（WSN）承擔著數據采集、存儲與傳輸的重要任務。隨著IoT應用在各個領域廣泛普及，越來越多的WSN將投入實際使用。然而，這也引發了一系列問題：究竟什么樣的WSN才能契合IoT未來的發展需求？在當下強調節能環保的大背景下，又該如何實現系統的低功耗運行呢？

依據On World 2014年的市場調查數據，WSN器件的數量將從2015年的50億個迅猛增長至2020年的500億個以上。這些WSN與互聯網上的服務器進行通信，負責監測樓宇、設備或者環境的狀態，并將監測數據上傳，在整個IoT應用中發揮著至關重要的作用。

那么，怎樣的WSN系統才算成功呢？首要問題便是供電。采用電力線供電不僅成本高昂，而且隨著WSN節點數量的增多，鋪設大量線路也變得不切實際；若采用電池供電，就需要定期更換電池，這會產生較高的人工成本，并且在很多應用場景中，電池供電還存在一定的安全隱患。

鑒于這兩方面的限制，部分設計開始采用光伏板為WSN供電，以此構建低功耗的能量收集系統（EHS）。不過，有些WSN的設置場所存在尺寸限制，這制約了光伏板的面積和輸出功率；還有些WSN的設置地點無法獲取足夠的光能，進而限制了向EHS負載的供電功率以及能量收集PMIC的啟動。

正是這兩方面的限制因素，讓微能量采集技術展現出全新的魅力。它能夠使WSN具備自我供電能力，且可以安置在任何地方，使用壽命長達十年以上，有助于將部署和維護成本降至最低。

那么，如何設計一款出色的能量收集供電WSN呢？設計這樣一款WSN會面臨哪些技術挑戰？它需要高度先進的模擬技術，以及低靜態電流模擬芯片，并且要非常精心地設計能量收集、轉換以及存儲環節，計算隨時變化的EHS負載，還需要靈活的低功耗芯片來執行EHS負載的傳感、處理以及通信功能。

米德方格近期推出了一款能量收集電源管理集成電路（PMIC）MF9006，可用于IoT中太陽能供電的微小無線傳感器。該芯片的啟動電壓僅為400mV，關機功耗僅為580nA，可與太陽能光伏板等器件配合，共同構建低功耗的能量收集系統方案。此芯片能在低于100Lux的光照條件下使用，轉化效率超過90%，具備電量管理、充放電管理、儲能器件管理等功能。

該芯片可應用于智能樓宇、智能家居以及工廠自動化等場景。例如，它可以監控家庭溫濕度的變化，根據室內環境判斷何時開燈；還能對道路、橋梁、鐵軌進行檢測，保障行車安全；也可用于工廠中的安全監控，傳統方式是人工測量溫度、粉塵等參數，現在通過傳感器就能實現自動偵測，避免安全隱患。

審核編輯 黃宇