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庆祝地球日:物联网可能是“最绿色”的嵌入式设计类型

3天前通过杰克赫兹

随着边缘计算技术的兴起,公司和研究人员都在加大对可持续性的关注——从追踪濒危斑海豹到监测农作物生长。

去年,All Abou爱游戏捕鱼游戏t Circuits报道了持久的电子废物对环境的影响(“电子废物”)-特别是当它涉及到现代PCB设计实践。但是,废弃物处理并不是技术创新与可持续性相结合的唯一方式。更强大的计算设备和更复杂的软件模型也需要更多的能源消耗。

一个自然该报告预测,仅信息和通信技术(ICT)部门,包括数据中心,消费设备和网络,预计将占到份额到2030年将占全球能源消耗的20%以上

ICT能源预测

ICT能源预测。图片由自然

另一方面,物联网(IoT)是一个有潜力以多种方式造福环境的领域。

物联网、边缘计算和环境

一种方式是物联网被认为是一种可持续的技术,因为它使用了边缘计算。虽然数据中心的二氧化碳排放量约占全球的2%,但边缘计算的可持续性更强主要有两个原因。

1.减少对数据中心的依赖

首先,边缘计算有助于减少网络流量和云数据中心的使用。边缘计算意味着信息,本来会被发送到数据中心,而不是在设备上处理。这减少了穿越网络所消耗的能量,并释放了网络上的带宽。

边缘处理生态系统示例框图

边缘处理生态系统示例框图。图片由意法半导体

昨天,自称为智能前沿领导者的Akamai宣布一项为期九年的升级硬件解决方案以提高可持续性的计划。该公司目前在全球1435个网络中拥有32.5万台服务器。该公司打算利用机器学习技术,将最重要的数据缓存到边缘服务器上,消除对数据来源的额外访问。这一举措不仅会节约内存和CPU的功耗,而且还可能减少碳排放。

2.边缘设备天生就对电源很精通

边缘计算本质上是为电能效率而设计的。大多数边缘设备都是由电池供电的,而且资源有限,这意味着它们的能量预算非常有限。然而,今年,许多半导体供应商进一步突破了这些低功耗设计的极限,比如,多协议模块用于边缘计算的NN加速器芯片

Aspinity架构

像Aspinity这样的制造商正在创新保护边缘计算能力的方法,这体现在这种“分析优先”的架构中。图片由Aspinity

此外,许多物联网设备采用能量收集技术使他们的能源100%可再生。这些技术包括太阳能,,振动,射频收获,或多种能源的组合。

物联网“绿色”应用的庞大组合

物联网还因其部署的许多“绿色”应用而被誉为可持续性。

野生动物跟踪

一个流行的面向环境的嵌入式应用程序是野生动物跟踪。例如,苏格兰的海洋哺乳动物研究单位正在使用传感器来标记和跟踪斑海豹的运动和健康状况在过去的十年里,这个物种的数量急剧下降。

追踪器绑在海豹身上

追踪器绑在海豹身上。图片使用的礼貌GSMA

科学家们将能够观察和分析海豹的行为模式,从而勾勒出其数量减少的完整图景,并有望防止其灭绝。

可持续的智能家居

面向消费者的概念“智能家居”是物联网节能的另一种方式。现代智能家居包括许多相互连接的传感器,它们可以调整环境以提高能源效率:智能家居可以检测到房子何时空置,并关闭灯和降低恒温器,以帮助节约能源。

Semtech的LoRa Core Mbed Shield收发器,用于智能家居应用

Semtech的LoRa Core Mbed Shield收发器,用于智能家居应用。图片由Semtech

家庭泄漏每年造成大约9000亿加仑的水损失。为了纪念地球日,Semtech宣布,它正在加倍努力减少智能家居中的水浪费使用一系列的水计量传感器,LoRa网关和LoRa接收器

农业效率

节能嵌入式设计也发挥了作用在农业部门发挥重要作用。例如,智能农业利用物联网设备不断监测和控制农田,以提高效率。事实上,去年,我们报道了“芯片卫星”,即计算机芯片大小的微型卫星用于监测温度、湿度和环境光线如何影响作物生长,甚至影响农场小牛的呼吸状况。

芯片卫星和传感器单元

康奈尔大学的研究人员将每个芯片卫星和传感器单元封装在一个泡沫杯中,以保护温度读数不受持续阳光照射的影响。图片由约翰·芒森提供康奈尔大学

通过物联网解决方案,农民可以减少浪费并提高生产率,从而有效利用水电等资源。众所周知,农业是二氧化碳排放和资源消耗的主要来源,这一领域的改进可能会产生巨大的影响。

最可持续的技术?

能效从来都是工程师的想法,但这种关注通常主要与设计层面的考虑有关,而不是环境方面的考虑。尽管如此,能源意识设计的结果仍然对整体的可持续电子产品产生了重大影响。

在提供极其高效的操作、利用可再生能源和使大量的环境友好应用成为可能之间,这是肯定的人们认为物联网是“最环保”的技术


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