物联网的能量收集

物联网(IoT)是互联网发展的一部分，物品相互连接(炉灶、厕所、鞋子、衬衫);未来可能是在日常生活的各个部分的连接中发现的。这些设备如何供电?能量收集是一种极好的解决方案，它可以从太阳能、热能、动能和其他来源获取能量，捕获能量并将其存储在小型无线自主设备中，例如用于无线传感器网络和可穿戴电子产品的设备。

从产品设计的角度来看，机会是巨大的。想象一下，这些传感器嵌入到从建筑物到车辆再到衣服的一切事物中。摩天大楼的办公室可能会提醒人们灯还开着，一辆汽车可能会在儿童安全锁被打开时发出警报，或者当最喜欢的广播谈话节目在5分钟后开始时发出警报;运动鞋在达到最佳里程阈值时可以发出警报。或者，如果隧道可以在应力相关的裂缝形成时发出警报，沙发可以在吞下钥匙时唱歌，可穿戴技术可以发送无电池的短信或电子邮件，会怎么样?

可穿戴技术机遇

据Juniper Research预测，可穿戴技术今年将达到14亿美元，到2018年将达到190亿美元。这个行业是一个典型的例子，能量收集带来了产品设计过程中额外的复杂性和协调性。

通信、健身、运动和健康行业的设备制造商将为远程医疗系统和移动健康或移动健康计划等应用部署能量收集，作为为所有临床医生实施坚固耐用的手机通信的一种方式。

据香港科技大学电子及计算机工程系介绍，植入式医疗设备的能量收集和电力传输看到了不同的最先进的机制，即“体内”能量收集和“体外”无线电力传输正变得越来越普遍。提供恒定和永久的能源是植入式医疗设备设计的一个关键挑战。

对于医疗设备，能量收集技术将消除对笨重电池的需求和电池相关缺陷的风险。

派克研究公司(Pike Research)副总裁鲍勃·戈恩(Bob Gohn)表示:“能量收集正在成为各种设备越来越可行的动力来源，尤其是在维护电池的环境和经济成本难以承受的情况下。”

“笔记本电脑和手机等消费产品已经采用了能量收集技术。”戈恩认为，医疗设备市场将是下一个利用能量收集带来的好处的市场。

PLM，能量收集，智能技术

有了这些尖端的产品，新兴的初创企业和各种各样的中小型企业(smb)就有机会提供新的或增强的产品，并获得竞争优势。

产品生命周期管理(PLM)软件可以帮助有效地开发这些产品，使其成功发布。PLM软件可以帮助中小企业更快地开发产品，为大公司提供传统PLM的替代方案。电子设备、传感器和一些较新的尖端产品制造商正在寻求PLM来简化和优化设计流程，并最终帮助缩短产品上市时间。然而，他们可能没有波音或福特那样的预算，在这种情况下，面向SMB需求的PLM解决方案将更加合适。

新兴的无线电力供应商WiTricity就是一个例子，该公司利用PLM软件将其技术更快地推向市场。该公司使用该软件自动化工程变更订单和产品文档管理，以及为设计团队集中信息。WiTricity的代表表示，如果没有PLM软件，该公司就无法充分发挥作用。PLM软件可以使电气和机械设计团队保持同步，并使工程过程得到控制和透明。这反过来又使WiTricity能够在远距离为其客户提供安全、高效的无线电力。

能源收集公司，如Lord MicroStrain Sensing Systems，使用PLM来管理其智能无线传感器的产品生命周期，这些传感器应用于先进制造、非公路车辆、商用和军用车辆、驾驶员和自动驾驶车辆、民用结构和井下工具。Lord MicroStrain的设计和工程团队使用PLM系统增强和执行业务流程，并开发了与工程设计和制造环境的先进集成。

PLM软件的实施使MicroStrain的BOM处理时间从两到三天减少到几分钟。工程师可以从他们的CAD程序中访问存储在PLM中的批准零件。工程系统生成的物料清单(BOM)导入到PLM中进行审批，发布的物料清单数据以自动化、流程化的方式直接发送到企业资源规划(ERP)软件。PLM软件帮助MicroStrain率先进入市场，获得了更大的市场份额，并实现了利润最大化。

工业市场的需求在增长

设备设计人员将着眼于将能量收集技术用于无线无电池存储设备。现有的能量收集应用包括基于振动的无线列车测量系统，在全市范围内分布的无线传感器，以实现智能城市，油田监控系统，以及用于偏远地区的发条笔记本电脑。

这将随着消费者对智能手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机和家庭娱乐设备的需求而增强。然而，这是一个价格驱动和时间驱动的市场。为了帮助他们确保先发优势，他们也开始意识到投资于产品生命周期管理来发明和加速上市时间是绝对重要的。PLM确实有助于减少昂贵的产品错误和制造延迟。这对消费电子行业至关重要，因为他们的产品创新通常很复杂，并且经常更换部件。

消费电子产品和可穿戴设备的制造正在全球各地转移，零部件可能来自世界各地，销售也在世界各地进行。通过提供企业整个产品生命周期的可见性，甚至在其他国家，PLM使制造商能够简化和管理全球供应链。

未来物联网预测

随着这个新市场的出现，留意商业机会。为小型电子设备供电，如无线传感器、智能建筑和工业设备控制、健康和可穿戴监视器，将扩大市场并产生积极影响。它不仅通过减少二氧化碳排放来保护环境，同时消除电池和电力电缆，它还将最终实现物联网生态系统，并引发许多新产品的创造。

在不久的将来，数以亿计的这类设备将被部署到办公楼、住宅、酒店、工业场所、交通基础设施和电动汽车中。分析显示，能源收集市场将在五年内增长到42亿美元，其中包括整个价值链中数千名开发人员和设计工程师的出现。设备的开发周期将进一步缩短。PLM将为管理设计和生产过程带来巨大的好处，使公司保持竞争力，并以最快的方式将这些及时的设备和技术推向市场。

- Alaine Portnoy是omniify Software的高级营销经理。编辑马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程，mhoske@cfemedia.com。

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关键概念

• 能量收集设备可以为物联网(IoT)提供动力。
• 产品生命周期管理(PLM)软件帮助生产物联网设备和能量收集设备的公司。

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你是否考虑过能量收集而不是有线电源或电池，并考虑到每一个的生命周期成本?

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