【導讀】在實現“碳達峰”和“碳中和”的“雙碳”目標過程中，廣泛存在的物聯網設備是一個重要抓手。根據市場研究機構IoT Analytics發布的報告顯示，2022年全球物聯網連接數達到143億

；預計到2023年，這一數量將再增長16%

，達到160億個。

圖1：全球物聯網設備統計及未來預測

（圖源：IoT Analytics）

歸納起來，物聯網可以從三個方麵幫助各行業實現“雙碳”目標。其一是通過智能物聯來實現降能增效
，在這個理念下，老設備和新設備都將會被逐步接入到物聯網係統中；其二是通過無源物聯網讓更多的應用免受電池供電的限製，在減少電池原材料消耗的同時
，進一步提升物聯網在各行業的滲透率
；其三是物聯網幫助實現新能源係統的高效管理，從能源源頭降低碳排放。

zaizhesandajucuozhong
，bushewulianwangfanganyingyongjianghuiyongdaogezhonggeyangdejienengjishu，yejiuhuiyongdaozhongleifengfudedianziyuanqijian。benwenwomenjiangweiraomaozedianziguanwangzaishoude、優秀的電子元器件展開
，看看哪些類型的元器件將會在“雙碳”進程中發揮重要作用和價值。

能夠快速部署的低功耗物聯網很關鍵

如上所述，通過智能物聯來實現降能增效
，已經成為各行各業未來發展的趨勢和共識。以前
，建築、工業、交通等領域的設備存在能耗數據不完整、信息獨立等問題，不僅管理難度很大，且存在明顯的能源浪費問題。物聯網的出現很好地解決了這個問題，通過對數據的采集
、存儲、傳輸、分析和決策，做到能源管理的可視化、信息化
，進而實現節能減排。

物聯網方案架構大致分為三層，分別是應用層、服務層和網絡層。其中
，應用層主要是各種設備，然後是設備互聯組成的係統；服務層又分為建模服務層和通信基礎服務層，主要是用於實現係統應用方案的構建
，包括網絡
、底層協議和硬件等；網絡層顧名思義就是提供設備間互聯的網絡通訊。

通過上述部署
，就能夠打破原有係統內的信息孤島問題
，實現統一部署和統一管理，然後找到關鍵節點逐步優化係統的能耗。

當然，在具體的方案開發過程中，有兩點是非常重要的：在設備之間額外加入的物聯網係統需要具備低功耗的屬性
，以此避免給係統造成額外的能耗負擔；物聯網係統需要具備易於開發的特性，防止新增加的係統出現二次信息孤島的情況。

針對這兩點，我們以貿澤電子官網在售的一款無線MCU來展開說明。該器件來自製造商Texas Instruments（TI）
，貿澤電子官網上該器件的料號為CC2652P74T0RGZR。

圖2：CC2652P74T0RGZR

（圖源：貿澤電子）

CC2652P74T0RGZR是一款多協議無線MCU，屬於TI SimpleLink MCU平台的一部分。該器件支持的協議包括Thread
、Zigbee、Matter、藍牙5.2低功耗、IEEE 802.15.4
、支持IPv6的智能對象（6LoWPAN）
、TI 15.4-Stack（2.4GHz）和通過動態多協議管理器（DMM）驅動器實現的並發多協議
，因此能夠適用於豐富的物聯網應用場景。

CC2652P74T0RGZR在低功耗和穩定性方麵做了針對性增強。該器件具有係統性低功耗性能，支持3.10mA有源模式
，運行CoreMark時的功耗表現為65µA/MHz。在保持144KB RAM時，具有0.9µA的低待機電流。該器件還支持0.1µA關斷模式
，可設置引腳喚醒。

另外，CC2652P74T0RGZR還具有基於Arm Cortex-M0打造的4KB SRAM的自主MCU，作為超低功耗的傳感器控製器，能夠快速喚醒進入低功耗運行，完成采樣、存儲和處理傳感器數據的工作。這款傳感器控製器2MHz模式下為29.2µA
，24MHz模式下為799µA。

圖3：CC2652P74T0RGZR係統框圖

（圖源：TI）

CC2652P74T0RGZR能夠長期保證物聯網係統的穩定運行。該器件具有低SER（軟錯誤率）FIT（時基故障），可延長運行壽命。同時
，器件內搭載的SRAM奇偶校驗功能始終開啟，可更大程度地降低因潛在輻射事件導致的損壞風險。TI製定了產品生命周期政策
，以保證包括CC2652P74T0RGZR在內的產品能夠擁有10至15年或者更久的產品生命周期。

當然
，在保證低功耗和耐久性的同時
，CC2652P74T0RGZR並沒有犧牲係統性能和易用性。該器件擁有功能強大的48MHz Arm Cortex-M4F處理器
、704KB閃存程序存儲器和256KB ROM。具有高效的內置PA，在2.4GHz頻帶中TX支持+10dBm（21mA）和+20dBm（101mA）的輸出功率。CC2652P7的接收靈敏度為-104dBm（對於125kbps的低功耗藍牙編碼PHY）。

作為SimpleLink MCU平台的一部分，CC2652P74T0RGZR的易用性也是毋庸置疑的。這一MCU平台包括Wi-Fi、低功耗藍牙、Thread、Zigbee

、Wi-SUN

、Amazon Sidewalk、MIOTY
、Sub-1GHz MCU和主機MCU。CC2652P74T0RGZR具體屬於可擴展產品係列（閃存為32KB至704KB）的一部分，具有引腳對引腳兼容的封裝選項。

通過CC13xx和CC26xx軟件開發套件（SDK）及SysConfig係統配置工具，SimpleLink MCU平台內的器件可支持靈活的遷移。此外，豐富的軟件棧
、應用示例和SimpleLink Academy培訓課程則能夠幫助用戶大幅縮短開發周期。

基於上述優勢性能，電網基礎設施、樓宇自動化、零售自動化、個人電子產品和醫療應用等領域的物聯網用戶，都能夠享受CC2652P74T0RGZR帶來的低功耗無線通信和高級傳感功能。

能耗精準檢測讓高耗能設備無所遁形

係統部署完成之後，工作並沒有結束，此後物聯網方案實際上還是處於一個動態的優化過程中
，其中一個監測和優化項就是功耗。

在“雙碳”目mu標biao下xia，各ge行xing業ye部bu署shu物wu聯lian網wang係xi統tong並bing非fei隻zhi是shi簡jian單dan地di讓rang設she備bei聯lian網wang，還hai需xu要yao具ju備bei很hen多duo智zhi能neng化hua的de能neng力li
，進jin而er在zai整zheng個ge大da係xi統tong下xia打da造zao很hen多duo小xiao係xi統tong
，包bao括kuo基ji於yu物wu聯lian網wang技ji術shu實shi現xian的de能neng耗hao監jian測ce係xi統tong。

能耗監測係統目前已經非常成熟，比如在智能工廠裏
，空調、通風、照明
、產(chan)線(xian)設(she)備(bei)等(deng)基(ji)本(ben)都(dou)會(hui)被(bei)監(jian)測(ce)，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)雲(yun)平(ping)台(tai)對(dui)各(ge)類(lei)型(xing)設(she)備(bei)進(jin)行(xing)精(jing)準(zhun)監(jian)測(ce)和(he)分(fen)析(xi)，以(yi)持(chi)續(xu)性(xing)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)運(yun)行(xing)的(de)成(cheng)本(ben)，實(shi)現(xian)降(jiang)能(neng)增(zeng)效(xiao)的(de)目(mu)標(biao)。

目(mu)前(qian)，在(zai)物(wu)聯(lian)網(wang)係(xi)統(tong)中(zhong)，能(neng)耗(hao)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)部(bu)署(shu)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)深(shen)入(ru)
，細(xi)節(jie)到(dao)每(mei)一(yi)個(ge)子(zi)係(xi)統(tong)都(dou)會(hui)被(bei)監(jian)測(ce)到(dao)，那(na)麼(me)這(zhe)其(qi)實(shi)是(shi)非(fei)常(chang)考(kao)驗(yan)係(xi)統(tong)內(nei)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)能(neng)力(li)的(de)。接(jie)下(xia)來(lai)，我(wo)們(men)為(wei)大(da)家(jia)推(tui)薦(jian)一(yi)款(kuan)適(shi)用(yong)於(yu)低(di)功(gong)耗(hao)係(xi)統(tong)監(jian)視(shi)的(de)高(gao)精(jing)度(du)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)器(qi)，同(tong)樣(yang)是(shi)來(lai)自(zi)製(zhi)造(zao)商(shang)TI
，貿澤電子官網上該器件的料號為TPS37AB7806FDSKRQ1。

圖4：德州儀器TPS37xx低功耗高精度電壓檢測器（圖源：貿澤電子）

TPS37AB7806FDSKRQ1是一款低功耗、高精度
、小型化的雙通道電壓檢測器。該器件上的SENSE1和SENSE2引腳在輸入時具有滯後特性，可抑製短小毛刺脈衝
，從而確保輸出操作穩定而無錯誤觸發。

TPS37AB7806FDSKRQ1提供可調感測的輸入特性
，通過搭配一個外部電阻分壓器配置來實現。具體表現為，當SENSE1或SENSE2輸入上的電壓低於下降閾值時，OUT1或OUT2相應降為低電平。當SENSE1或SENSE2上升到高於上升閾值時，OUT1或OUT2相應變為高電平。

TPS37AB7806FDSKRQ1具有2µA（典型值）的超低靜態電流，能夠提供一套精準、高精度且節省空間的電壓檢測解決方案，適用於低功耗係統監視。

圖5：TPS37AB7806FDSKRQ1典型應用電路

（圖源：TI）

除了應用於DSP
、微控製器和微處理器等係統電路的低功耗係統監視，TPS37AB7806FDSKRQ1還可用於便攜式醫療設備、樓宇自動化、固態硬盤
、便攜式充電設備等領域。同時，TI TPS37xx-Q1係列通過了AEC-Q100認證，也可用於汽車應用。

低待機功耗物聯網方案是大勢所趨

在“雙碳”mubiaoxia，zhiliyudigonghaoshejideyuanqijianyifangmianshiyaojiangdixitongdeyunxinggonghao，lingyifangmianyeyaoyanchangxitongdedaijishichang
，bingyijididegonghaorangxitongjinrudaijizhuangtai。congwulianwangdejiaodulaijiang，xitongbingfeishishidouzaijinxingwaibutongxin
，henduoshihouxitongyizhidouzaidengdaichufadianyuandezhiling，buzhixingrenhegongneng，zhegeshihoujiangdidaijigonghaoduijiangdixitongzonggonghaobangzhujuda。

就以MCU來說，很多時候為了降低待機功耗


，MCU在待機狀態下不僅是CPU停止工作
，程序狀態字PSW累加器、ACC以及全部的通用寄存器等通常都會被凍結以降低待機功耗。同時，外圍的配套電路也需要做配合。

下麵介紹的這款器件便是用於打造極低待機功耗的設備，來自製造商ROHM Semiconductor，貿澤電子官網該器件的料號為BD9B500MUV-E2。

圖6：BD9B500MUV-E2

（圖源：貿澤電子）

BD9B500MUV-E2是ROHM Semiconductor BD9x集成式MOSFET DC-DC降壓轉換器中的一款。該係列器件是內置功率MOSFET的同步降壓開關穩壓器

，提供從1A至6A的de電dian流liu範fan圍wei，采cai用yong恒heng定ding導dao通tong時shi間jian控kong製zhi係xi統tong
，提ti供gong快kuai速su瞬shun態tai響xiang應ying，從cong而er實shi現xian了le低di電dian感gan下xia的de高gao振zhen蕩dang頻pin率lv。這zhe些xie器qi件jian采cai用yong原yuan始shi的de恒heng定ding導dao通tong時shi間jian控kong製zhi方fang法fa，輕qing負fu載zai時shi的de功gong耗hao較jiao低di。

圖7：ROHM Semiconductor BD9x集成式MOSFET DC-DC降壓轉換器典型應用電路

（圖源：ROHM Semiconductor）

綜合上述性能優勢
，ROHM Semiconductor BD9x集成式MOSFET DC-DC降壓轉換器非常適合打造需要極低待機功耗的設備，待機電流為0µA（典型值）至10µA（極大值）。同時，該係列器件提供豐富的保護功能
，包括過流保護
、短路保護、熱關斷保護、欠壓閉鎖保護等。

在“雙碳”目標下

物聯網未來大有可為

上述內容主要圍繞應用端做分析，實際上正如開篇提到的，在能源供給一側，物聯網的價值也是不可估量的。國際能源署在新的《可再生能源市場更新報告》中指出，由於政策支持、化石燃料價格上漲、太陽能和風能發電項目的積極推進
，預計2023年全球可再生能源裝機容量將新增1/3，明年全球可再生能源發電量將繼續增長。

借(jie)助(zhu)能(neng)源(yuan)供(gong)應(ying)端(duan)和(he)市(shi)場(chang)應(ying)用(yong)端(duan)巨(ju)大(da)的(de)需(xu)求(qiu)
，未(wei)來(lai)的(de)物(wu)聯(lian)網(wang)方(fang)案(an)部(bu)署(shu)空(kong)間(jian)是(shi)巨(ju)大(da)的(de)，同(tong)時(shi)物(wu)聯(lian)網(wang)技(ji)術(shu)也(ye)會(hui)成(cheng)為(wei)能(neng)源(yuan)供(gong)給(gei)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)，進(jin)而(er)幫(bang)助(zhu)各(ge)個(ge)行(xing)業(ye)完(wan)成(cheng)自(zi)己(ji)的(de)“雙碳”目標。

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