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长寿命传感器（100322）
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长寿命传感器（100322）
闵应骅
物联网正热。物联网最大量又最关键的东西是传感器。将来传感器要比人多，寿命应该比人长。多长？最好是无限长，又不要吃饭，也就是说，不需要换电池，自动补充能量。例如在人体内、钢筋水泥的建筑内、危险的化学工厂内，这些地方你怎么去换电池呀！
2010年2月IEEE Spectrum上介绍了两种长寿命传感器。这两种方法都基于压电发电，一个微机电系统（MEMS）悬臂把机械运动转换成电能，而这个悬臂的运动可以用不同的方式来驱动。一种是用放射性同位素，另一种则用环境收集到的振动。所有自供电通信节点必须保持它们的记忆状态，周期性地发送其状态。这需要0.1微瓦到1毫瓦的能量。
康内尔大学的研究人员用少量镍-63（Ni-63）放射性同位素加入其原子核中的中子做成压电发电器。它可以放射无害的beta粒子，以维持每3分钟5mW的RF脉冲。其寿命可达100年。
荷兰的一个纳电子研究中心Imac创造了一个无线、自治的温度传感器，如下图所示。用铝氮化合物振动收集器。振动能量收集一般要求在特定频率下1微米的振动。该传感器每15秒可以测量温度，并把数据传到15米以外的基站。但是，这个传感器不能在大气压下封装，必须真空封装才能达到85微瓦。
这两个方案都被认为是原始创新，工业界尤其看好后一个方案，认为是有前途的。
这使我想起学科交叉的重要性。在我国，也有人研究过低功耗的传感器，自供电传感器，传感器节点。但是，搞计算机的人提出电源局部供电加控制，搞电子的人提出降低电压、修改电路，搞战略研究的人提出需求，搞材料的人提出CMOS工艺中某些材料的修改。所有这些想法也都不错，就是形不成像上面说的那样的长寿传感器方案，并用实验证明其可行性。我们的研究老给我一个感觉，浮在上面，或者隔靴搔痒，类比的东西比较多，纸面上说说的东西比较多。最近，我在审一篇国内文章，谈软件容错。他不谈真正的软件容错技术，而是研究各种软件容错方法之间的调度算法。你软件容错方法一个都没研究，你怎么选择、调度呢？只能是纸面上的空谈。
。
https://wap.sciencenet.cn/blog-290937-305154.html
上一篇：容攻击的传感器网络（100317）
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闵应骅
物联网正热。物联网最大量又最关键的东西是传感器。将来传感器要比人多，寿命应该比人长。多长？最好是无限长，又不要吃饭，也就是说，不需要换电池，自动补充能量。例如在人体内、钢筋水泥的建筑内、危险的化学工厂内，这些地方你怎么去换电池呀！
2010年2月IEEE Spectrum上介绍了两种长寿命传感器。这两种方法都基于压电发电，一个微机电系统（MEMS）悬臂把机械运动转换成电能，而这个悬臂的运动可以用不同的方式来驱动。一种是用放射性同位素，另一种则用环境收集到的振动。所有自供电通信节点必须保持它们的记忆状态，周期性地发送其状态。这需要0.1微瓦到1毫瓦的能量。
康内尔大学的研究人员用少量镍-63（Ni-63）放射性同位素加入其原子核中的中子做成压电发电器。它可以放射无害的beta粒子，以维持每3分钟5mW的RF脉冲。其寿命可达100年。
荷兰的一个纳电子研究中心Imac创造了一个无线、自治的温度传感器，如下图所示。用铝氮化合物振动收集器。振动能量收集一般要求在特定频率下1微米的振动。该传感器每15秒可以测量温度，并把数据传到15米以外的基站。但是，这个传感器不能在大气压下封装，必须真空封装才能达到85微瓦。
这两个方案都被认为是原始创新，工业界尤其看好后一个方案，认为是有前途的。
这使我想起学科交叉的重要性。在我国，也有人研究过低功耗的传感器，自供电传感器，传感器节点。但是，搞计算机的人提出电源局部供电加控制，搞电子的人提出降低电压、修改电路，搞战略研究的人提出需求，搞材料的人提出CMOS工艺中某些材料的修改。所有这些想法也都不错，就是形不成像上面说的那样的长寿传感器方案，并用实验证明其可行性。我们的研究老给我一个感觉，浮在上面，或者隔靴搔痒，类比的东西比较多，纸面上说说的东西比较多。最近，我在审一篇国内文章，谈软件容错。他不谈真正的软件容错技术，而是研究各种软件容错方法之间的调度算法。你软件容错方法一个都没研究，你怎么选择、调度呢？只能是纸面上的空谈。
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