【R课堂】可持续工作数月或数年的低功耗设备蓄势待发—...

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这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

低功耗技术听起来好像并不能让人产生深刻的印象，但是不要小瞧这一特性！这种类型的硬件对于保持下一代数字设备的平稳运行至关重要。随着这项技术的不断改进，您可以再也不用为了防止设备上的主电池出现故障而随身携带笨重的外部电源了。

此外，低功耗技术是解决电池寿命不足这一难题的方法之一。让我们一起来了解低功耗硬件是如何彻底改变通信系统的。

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物联网革命中的秘密技术

据Network World称，到2023年，物联网（IoT）市场将占据所有网络连接的50%。与2018年在网络连接中仅占33%相比，这是一个大幅度的增长。这个市场包括从手腕上的健身追踪器到用于家庭监控的智能摄像机的所有产品。为了保持可用状态，所有这些物联网设备都需要通过无线电保持无线网络连接。如果没有网络连接，物联网设备获取的所有数据都是无用的。

使设备保持持续通信意味着您需要尽可能高的电源效率。这就是低功耗技术可以发挥巨大作用的地方。从历史上看，在小型数字设备上节省电量的最佳方法之一是关闭蜂窝和Wi-Fi信号。据Apple称，iPhone 11可以通过无线连接播放10小时的流媒体视频。相比之下，该设备一次充电后可以播放超过50小时的本地存储音频。通过为手机或其他设备添加更大的电池来解决这个问题并不能带来显著的改善。幸运的是，低功耗硬件在保持物联网设备和其他设备以最低功率和更少热量运行方面发挥着至关重要的作用。

深入了解当今低功耗技术硬件

电子产品中的低功耗模块通过执行多项重要功能来维持通信。例如，低功耗无线电可以在920MHz频段发送和接收信号。在这个频段，蓝牙和其他无线电信号不太可能发生干扰。这意味着您可以得到高质量的信号强度。更好的一点是，这种类型的低电量无线电可以穿过墙壁和其他常见障碍物进行传输。因此，您可以不用花钱在办公室或家中的每个房间安装无线设备了。

920 MHz频段低功耗无线电通信在日本、美国和欧洲变得越来越流行，但创新者正在对新的前沿领域进行开拓。

加州大学圣地亚哥分校在低功耗技术领域的突破

2020年，加州大学圣地亚哥分校的研究人员宣布了在低功耗技术领域的一项重要进展。新的芯片的开发也是一次很大的升级。据该大学称：

“该设备安装在比一粒米还小的芯片中，使物联网（IoT）设备能够与现有Wi-Fi网络进行通信，其功耗比当今的Wi-Fi无线电少5000倍。它仅消耗28微瓦的功率，以每秒2兆比特的速率（连接速度足以流式传输音乐和大多数YouTube视频）传输数据，传输距离可达21米。”

通过消耗如此微量的电量，该芯片可以使一些小型设备使用电池运行更长时间！比如，您可以想象一下将这样的设备添加到通常需要每隔几天充电一次的智能音箱或移动设备上，这些设备也许就可以持续工作数周或数月时间！

该芯片能够在如此低的功率水平下运行的原因之一是它的唤醒功能。传统无线电会持续全功率运行，即使在没有工作需要的状态下。相比而言，该芯片在“低功耗睡眠模式”下通常以3微瓦的功率运行。

使用超低功耗技术的两种方式

加州大学圣地亚哥分校的技术走出实验室的时间还不到一年，所以我们还不能确定它什么时候会进入市场。然而，低功耗创新技术领域将会不断有新的发展。以下是我们在未来几年将会看到的低功耗硬件改变工作场所和家庭生活的几种方式。

1) 提升居家安全

目前，智能摄像机存在一些局限性，其中包括要使用需要定期充电的电池。借助超低功耗通信模块，您可以安装基于运动检测的24/7全天候工作的智能摄像机。此外，这些设备一次充电后可以运行数月或数年！借助该功能，即使您不在，也可以通过多个角度对您的家进行监控。犯罪分子很难找到并解除很小的监控摄像头，所以您可以更加放心。

2) 更加可靠的家庭保健

由于世界人口老龄化，家庭医疗保健需求的显著增长将成为本世纪最重要的议题。与面临其他重大趋势时一样，有多种方法可以应对这一问题。例如，医疗保健机器人可用于将患者抬下床，这只有一个缺点—机器人很贵，所以不能适用于对其有需求的所有人。

而使用低功耗模块的新型健康监测手环和设备也许会改变这一切。与其希望患者记得每天为他们的监测设备充电，还不如让他们使用充一次电就可以使用一年的超低功耗设备。通过这种方式可以得到更加可靠的患者健康监测数据，也可以减少医院和诊所的就诊人数。

培养您的低功耗技术技能，为未来做好准备

硬件创新只是低功耗领域发展的一部分。为了充分利用这一新兴趋势，需要有了解如何管理低功耗设备的人员。您可以通过开发低功耗Arduino DIY项目来培养自己的技能，从而在此领域发挥作用。例如，一旦您掌握了无人机的基本制作技巧，就可以寻找省电的方案来延长电池续航时间。

有奖问答：加州大学圣地亚哥分校开发的芯片在“低功耗睡眠模式”下通常以多少功率运行？

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