cookieOptions = {...}; .「零功耗」傳感器問世 美打算應用於戰場 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2016年11月18日 星期五

IEEE Sensor 2016

來源:OFweek傳感器網

在 11 月初剛剛結束的 IEEE 年度傳感器技術大會 (IEEE Sensor 2016 ) 上,美國國防部高等研究計畫署 ( DARPA ) 向公眾展示了他們能夠實現待機「零功耗」的最新傳感器。

據 DARPA 的項目經理 TroyOlsson 介紹,這種「零功耗」傳感器待機時並絕對的「零功耗」,而是待機時的能量耗損,非常小可以忽略。

之所以能做到這一點,是由於該傳感器使用了先進的微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)技術,利用超大規模整合電路的製造技術,將微處理器、微傳感器、控制處理電路,以及供電裝置等模組,集中製造在一個單片矽基板上,形成了一個小巧、緊湊、超低功耗的整體。 
 
  
此外,為了減少電能損耗,科學家們還在傳感器的供電方式上,做了更深度的優化。Troy Olsson 稱這種「零功耗」傳感器,能夠利用被探測信號本身的能量,來為傳感器供電,例如電磁波、物理震動、超音波信號等,DARPA 可以將這些被測信號的能量,轉化成自身工作的電能,並通過盡量簡單和低功耗的方式,將探測結果反饋到接收端。

例如當探測到敵方的通訊電磁波時,收發器可能只需要發送一串低功耗的「蜂鳴」信號,以示告警,而無需消耗大量電能,發送最原始的探測數據。

Troy Olsson 介紹,視應用場景而定,「零功耗」傳感器也會搭載一定容量的電池。

除了作為系統最主要的能量來源之外,這些電池還能儲存太陽能板、物理震動能量收集器等裝置,在傳感器待機時,收集到的微小能量,為更長久的待機提供支持。
  
  圖示為大規模部署的傳感器網路,只在發送告警訊息時被喚醒
  
Troy Olsson 表示:「我們希望降低傳感器的功耗,使之能長期部署於戰場而不需更換電池。目前的做法是,在喚醒功耗更大的信號處理器和收發器之前,利用信號本身來驅動系統運行。這一做法目前看來是有效的,經科學家們的測算,憑借這一技術製造的零功耗傳感器,配合恰當的電池技術,將能夠實現在戰場連續工作,至少10 年而不需要更換電池。」

目前有大量美軍在戰場上喪生,其中一個重要原因,就是軍方無法依據理想的方式,來部署傳感器網路。

Troy Olsson 舉例稱,在美軍參戰的海外地區,沿路如果有供電線路,美國國防部就能利用這些供電線路,部署龐大的傳感器網,監測是否有恐怖分子挖掘道路,安裝簡易爆炸裝置等危險行為。

而事實上,大多情況危險的戰區,都沒有穩定可靠的供電線路,因此當前實際部署的,幾乎所有傳感器,都要依靠電池供電,而這有可能讓更多美軍士兵的生命安全受到威脅,因為在需要替換傳感器電池時,可能讓他們暴露於受伏擊的危險之中。

Troy Olsson 說:「在戰鬥狀態下,我們不能只為了給雞蛋大小的傳感器,換一小塊電池,而讓士兵們遭到危險。」


                                                                                                                                                                                                                             

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