瑞萨电子株式会社

构建智能农业用环境发电驱动传感器系统稳定驱动传感器系统的电源…

背景

随着日本出生率下降,人口老龄化趋势的加剧,需要普及利用“尖端技术”的“智能农业”,以节省人力,提高效率。其中一例为使用和分析传感数据等,准确预测农作物的生长和病虫害。
在这种趋势下,大型半导体厂商瑞萨电子株式会社(以下简称为瑞萨)开始利用自己公司的产品阵营,着手开发智能农业用的传感器系统。

课题

通过自己公司开发的微电脑,完美解决传感器系统的供电课题!

应用传感数据,需要在农场自由配置传感器。但是,存在如何给驱动传感器的电源供电的课题。铺设电源电缆不仅成本高昂,而且作业非常繁琐,而使用非充电电池需要定期更换。
因此,瑞萨利用独立研发的SOTB™工艺技术,利用可同时实现超低功耗工作电流和超低功耗待机电流的“RE微电脑”,开发出了环境发电无线传感器系统。这样,就可以使用环境发电元件发出的微弱电力,对农场的温度、湿度、土壤水分等进行检测,并使用无线通信将相关信息进行大范围发送。

※SOTB™工艺:使用SOI(Silicon on Insulator)技术,由瑞萨独自研发的晶体管技术。SOTB是瑞萨在美国及其他国家的注册商标

没有实现“智能农业”所需的可稳定运行的蓄电元器件…

环境发电还存在另外一个课题。如果因为天气变化等原因出现发电量的波动,传感器系统的驱动就会变得不稳定。因此,需要能够临时存储通过环境发电所产生电力的蓄电元器件。最初考虑使用电容器,但电容器存在自放电严重,无法长期保持电力的缺点。
另一方面,传统的充电电池尽管可以长期存储电力,但是存在电阻大、输出小、无法驱动无线数据通信、无法存储微弱的电力、寿命短、在大量的传感器系统中部署时的制造成本高等缺点。

实现“免维护、稳定的智能农业”需要有能够解决上述课题的新型蓄电元器件。

课题的关键

  • 环境发电会因为天气变化等原因,导致发电量发生波动,使传感器系统的驱动不稳定

  • 考虑了解决对策,但是电容器自放电严重,无法长期维持电力

  • 传统的充电电池虽然可以长期存储电力,但是存在电阻大、输出小、无法驱动无线数据通信、无法存储微弱的电力、寿命短、在大量的传感器系统中部署时的制造成本高等缺点

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