物联局的未来(不需要电池)

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shaoziyang
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物联局的未来(不需要电池)

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来自:https://news.mit.edu/2021/future-iot-ba ... uired-0521

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当本·卡尔霍恩和戴夫·温茨洛夫于2012年共同创立 Everactive 时,分析师和科技公司预测联网设备的数量将大幅增长,统称为物联网 (IoT)。例如,IBM 预测到 2015 年将拥有惊人的 1 万亿台 IoT 连接设备。

但卡尔霍恩和温茨洛夫更清楚这对夫妇在麻省理工学院的Anantha Chandrakasan研究小组中以研究生的身份在研究超低功率电路时相识,他们认识到,1万亿台设备意味着管理1万亿块电池以维持连续收集、分析和发送数据所需的所有传感器的几乎不可能完成的任务。

温茨洛夫说:"本和我认识到,如果所有的设备都不得不在电池上运行,那么这些物联网预测是不可能实现的。"我们开始积极行动,共同愿景是将物联网络世界中的电池清除掉,同时开创下一个自供电计算系统时代。

在像制造厂这样的工业环境中,往往有数千种资产需要仔细注意以确保高效运营。有效的实时监控解决方案必须持续流式传输来自每个点的数据,以保持信息及时流动,以便利益相关者能够对可能中断运营、损坏设备或造成安全风险和环境损害的任何问题做出快速反应。

但是,这在规模上是很难做到的。依赖有线传感的现有解决方案在为使其有用所需的所有位置部署的成本高昂。电池供电的解决方案也是如此,尤其是考虑到我们与电池续航时间短的集体斗争。

Calhoun 说:"我们在工业制造环境中的客户表示,他们目前有维护问题,但如果他们采用电池供电的解决方案,他们只是用一种不同的维护问题来取代他们现有的维护问题,即不断更换数千台设备的电池。

现在想象一下,这个问题蔓延到一个世界,我们有1万亿的IoT设备。即使我们确实到了拥有寿命为 10 年的物联网电池(当前行业目标),我们也会考虑每天更换超过 2.7 亿块电池。

除了电池限制外,现有的无线网络技术还加剧了缩放问题。为了有效满足制造工厂的需求(更不用说1万亿个节点的世界)我们需要极高密度的传感器网络,以便在整个众所周知对无线信号不友好的环境中进行相对较远的通信。

Everactive 的创新解决了这两个问题,同时摆脱了电池,并利用其与众不同的技术重塑了低功耗无线网络:超低功耗集成电路。

是的,卡尔霍恩和温茨洛夫在研究所研究生时研究的技术相同。同一领域,他们继续作为教授在他们的本科母校,弗吉尼亚大学和密歇根大学,分别工作。事实上,在麻省理工学院(2006年完成卡尔霍恩博士和2007年温茨洛夫大学)完成博士学位后,他们保持着密切的联系,并最终开始跨越这些大学界限进行合作。

卡尔霍恩的研究小组专注于低功耗数字系统,温茨洛夫的研究小组探索了低功耗通信。温茨洛夫解释道:"我们特定感兴趣的领域很好地形成了完整的解决方案,因此我们的团队开始合作——它成为了非常紧密的联系。

当两位技术联合创始人希望扩大他们的创业规模时,他们挖掘了一批新培养的博士生,他们拥有在实验室中开发无线片上系统技术的专业知识。如今,Everactive 已发展成为一支由近 90 名行业资深人士和技术专家组成的团队,其中包括像 Alice Wang 这样的天才人才,他在 2018 年与行业巨头德州仪器和联发科成功合作后,与卡尔霍恩和温茨洛夫合作。另一位麻省理工学院的校友,她现在担任 Everactive 的硬件副总裁,负责硅和硬件系统设计。

温茨洛夫说:"我们为我们培养的团队感到特别自豪。"我认为,我们之所以继续取得成功,很大一部分原因在于,我们在围绕核心技术学生和一批才华横溢的行业领导者方面做了大量工作。

由于在超低功率电路和无线通信方面的进步,Everactive 销售由常感器驱动的全堆栈工业物合网解决方案,完全从周围环境中获取能量。传感器的部署规模比电池供电的设备更大,而且运行成本更低。在其系统的另一端,Evercloud 将新数据转换为高价值、可操作的见解。

他们的第一个产品是蒸汽陷阱监视器。在一个小工厂里,可能有数百个这样的机制,而大型的石油和化学精炼厂通常拥有成千上万的机制。

蒸汽可能是一项古老的技术,但从能源的角度来看,它无处不在。我们仍然使用它在我们的发电厂发电,它是我们的家庭和建筑物的共同热源。

Calhoun 解释道:"蒸汽是将能量在大面积移动的好方法,这就是为什么它仍然用于许多应用垂直和营销领域的原因。在蒸汽分配网络中,当能量从蒸汽中提取时,它会回流到水中。蒸汽陷阱作为阀门,使凝结水能够离开系统,同时保持蒸汽在里面。

如果必须离线,它们的失败可能导致能源浪费、昂贵的停机时间,甚至导致危险的爆炸。监控数千个蒸汽陷阱的故障也没那么简单。温茨洛夫说:"有些蒸汽陷阱被埋在地下,有些位于两三层楼高的地方。"它可能很难达到他们。因此,手动检查问题。

但 Everactive 的解决方案可以部署在蒸汽分配网络中的每一个蒸汽陷阱上,以便实时评估系统状态。这就是为什么像阿姆斯特朗国际这样的顶级行业参与者,全球第二大蒸汽陷阱制造商,选择与他们合作。卡尔霍恩说:"阿姆斯特朗对我们所能提供的服务印象深刻,我们现在正与阿姆斯特朗的优秀蒸汽陷阱合作,将 Everactive 的监控服务推向市场。

成功的案例研究比比皆是,这是他们被命名为麻省理工学院STEX25的一个关键因素。就在去年,他们在一个有1200个蒸汽陷阱的工业设施中部署了传感器。他们为该客户节省了近 250 万美元的能源成本和约 34,000 公吨 CO2温茨洛夫说,"这相当于每年约有7000辆客车被从公路上撤走。他们还避免了6000万加仑废水的损失,否则这些废水会通过失败的陷阱泄漏。

但工业空间并不是永远活跃的开始和结束。在讨论物美网时,人们经常谈论消费类电子产品,尤其是可穿戴设备,而且它非常受 Everactive 的重视。物流是他们正在探索的另一个领域。通过在下一代传感器中添加本地化技术,Everactive 可以帮助提供跟踪全球任何地方资产的能力。"有一个无限的行业和应用程序列表,我们可以应用这项技术。我们对未来的事情感到非常兴奋,"温茨洛夫说。

面对冠状病毒大流行,企业正在重新评估它们如何运作,以及它们将如何运作。随着员工人数的减少,尤其是在 Everactive 的客户正在生产对经济至关重要的产品的工厂环境中,了解在不易访问的地方发生了什么变得更加重要。

Everactive 致力于满足这一需求,希望在推动自动供电解决方案方面发挥重要作用,使无处不在的远程监控成为可能。Calhoun 说:"在 Everactive,我们相信未来,我们所有的环境和资产都会受到监控和智能化,能够向计算系统提供信息,使我们的世界更加高效、更安全,并且更适合我们的生活方式。"我们希望成为其中的一部分,我们认为我们的无电池解决方案是正确的前进道路。
 

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