随着物联网技术的逐步普及，人们已经在日常生活中接触到了越来越多的物联网模块，如智能水表、共享单车等。当前，物联网的发展主要还是由运营商推动，物联网模块需要使用标准的蜂窝协议与基站进行通讯。由于基站需要覆盖较大的区域，物联网模块需要能够在距离基站较远时仍能进行通讯，这就对物联网模块的射频发射功率提出了更高的要求。物联网模块在进行无线通讯时仍需消耗较大的电流，这使得当前的物联网模块仍然需要配备较大容量的电池才能正常工作，这也导致了物联网模块难以缩小体积。
为了推动物联网的进一步发展，我们必须克服功耗和体积的限制。如果未来想把物联网做到植入内，那是不可能再搭配使用五号电池的，而必须采用更小的电池或者使用能量获取系统从环境中获取能量。为了实现这个目标，我们可以从通讯协议和电路实现两个方面入手。从通讯协议方面，我们可以采用更低功耗的自组网技术，如E；而从电路实现方面，我们必须使用创新电路来降低功耗。
关于能量获取技术，目前电池的成本和尺寸已经成为了限制物联网设备进一步进入潜在市场的瓶颈。那么，有没有可能从环境中获取能量来支持物联网节点工作呢？这种从环境中获取能量支持物联网节点工作的模块被称为“能量获取”模块。目前，能量获取电路芯片的研究已经成为了研究领域的热门方向。
其中一种比较成熟的能量获取系统就是太阳能电池。传统太阳能电池能够提供较好的能量获取效率，但难以集成到CMOS芯片上。最近，有研究机构成功将新型CMOS太阳能电池与物联网节点的其他模块集成到同一芯片上，大大提高了集成度并减小了模组尺寸。集成在CMOS芯片上的太阳能电池需要付出低能量输出的代价。在集成环境下，物联网模组需要做出更高的功耗优化以满足要求。也可以将能量获取与小尺寸微型电池配合使用，当光照较好时使用太阳能电池而在光照较弱时使用备用电池，从而提升整体物联网模组的电池寿命。
除了太阳能电池外，环境能量中还有WiFi信号可以被用来获取能量。今年ISSCC上，来自俄勒冈州立大学的研究组发表了一种能够从环境中的WiFi信号中获取能量的芯片。该芯片在非常低的无线信号功率下也能工作给电池充电。WiFi信号也可以作为物联网模组的能量来源之一。其输出功率在现实的距离上有限，同样需要节点模组对功耗进行深度优化。
机械能也可以作为物联网节点的能量来源之一。压电效应可以把机械能转换为电能，因此使用压电材料就可以为物联网节点充电。压电材料的应用场景包括各种智能城市和工业应用。例如，当有车压过减速带时，减速带下的物联网传感器可以利用车辆压力的机械能给传感器充电并唤醒传感器。这样，机械压力既可作为需要测量的信号，又可作为能量源，在没有信号的时候无需浪费能量。压电材料的输出功率随着机械能的大小不同会有很大的区别，一般在nW-mW的数量级范围。
接下来我们再来探讨唤醒式无线系统的概念。传统的IoT无线收发系统往往采用周期性通讯或事件驱动通讯的方案。在这两种模式中，都需要IoT节点主动与中心节点建立连接并通讯。这个建立连接的过程是非常消耗能量的。唤醒式无线系统的概念应运而生。唤醒式无线系统大多数时候都处于休眠状态，只有当主节点发射特定信号时才会唤醒无线系统。这样一来，连接的建立这个耗费能量的过程并不由IoT节点来完成，而是由中心节点通过发送唤醒信号来完成。
当建立连接的事件由中心节点来驱动时，一切都变得简单高效。中心节点可以发射一段射频信号，而IoT节点通过能量获取电路从该射频信号中获取能量为内部电容充电。当IoT节点的电容充电完毕后，无线连接系统就可以使用电容里的能量来发射射频信号与中心节点通讯。这样的设计可以真正做到无电池操作。想象一下，如果不是使用唤醒式无线系统而是IoT主动连接的话无电池操作会变得困难因为无法保证IoT节点在需要通讯的时候内部有足够的能量支撑如果使用了唤醒式系统中心节点可以在需要IoT节点工作时先为其充电唤醒就能保证每次IoT节点都有足够的能量进行通讯因此大大节省了能耗提高了设备的能效和寿命在实际的应用场景中这项技术将会为物联网领域带来性的突破和发展机遇特别是在可植入式传感器等领域中将会有更广泛的应用前景此外超低功耗传感器超低功耗MCU也是实现高效节能的重要技术发展方向其通过更先进的工艺和设计使得能耗大幅度降低使得传感器可以在各种复杂环境中进时间的持续监测和传输从而实现更加智能化高效化的管理和应用最后随着这些技术的不断发展和完善物联网将会在更多领域得到广泛应用为人类创造更多的便利和价值综上所述唤醒式无线系统在实现低功耗的物联网应用中扮演着重要的角色它将推动物联网技术的不断发展和进步引领我们进入一个更加智能高效的未来世界随着物联网技术的不断发展新的应用场景和需求不断涌现对低功耗、小型化、高效化的要求也越来越高因此我们需要不断探索和创新发展出更加先进的物联网技术和应用来推动整个行业的进步和发展为人类创造更多的价值