یکی از بزرگترین موانع پیش روی اینترنت اشیا (IoT)، استقرار پایدار و قابلیت توسعه آن است،همچنین پیاده‌سازی قابلیتهای چندگانه اینترنت اشیاء (IoT) نیز پر هزینه است. باتری‌های سنتی آشکارترین راهکار برای استفاده در سیستم‌های کنترل از راه دور هستند اما اقتصادی نیستند.
ظرفیت باتریها ممکن است برای تجهیزات اینترنت اشیا (IoT) با قابلیتهای پردازش شبکه کافی نباشند. علاوه بر این، نگرانیهایی در مورد هزینه باتری‌های جدید و ساعت آماده بکار برای ارائه سرویس دستگاه‌ها وجود دارد.
حتی باتری‌های قابل شارژ که در نهایت نیاز به تعویض دارند تأثیرات منفی بر محیط زیست می‌گذارند. هرچه مشاغل در سراسر جهان نسبت به محیط زیست آگاهی بیشتری پیدا می کنند، این موضوع بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرند. سرانجام دسترسی مداوم به برق از شبکه همیشه امکان پذیر نیست.
دو روش اصلی برای جلوگیری از مشکلات ایجاد شده ناشی از مصرف انرژی در IoT وجود دارد. تکنیک‌های برداشت انرژی که باعث جذب انرژی از محیط اطراف دستگاه می‌شود در چند سال گذشته بسیار کاربردی شده‌اند و می‌توانند گزینه مناسبی برای برخی از استقرارها باشند. تکنیک‌های مختلفی برای برداشت انرژی وجود دارد. همچنین می‌توان چندین روش کاهش انرژی و برداشت انرژی را برای افزایش راندمان تجهیزات IoT ترکیب کرد. این تکنیک‌ها موارد زیر را شامل می‌شوند:
- مواد پیزوالکتریک قدرت را در برابر فشار مکانیکی حفظ می‌کنند.
- مواد حرارتی که برای ایجاد پتانسیل الکتریکی به یک دیفرانسیل دما متکی هستند.
- انرژی خورشیدی که گزینه مناسبی برای تجهیزات IoT است که در معرض نور خورشید قرار دارند.
- انرژی باد نیز میتواند در طیف وسیعی از کاربردها از جمله اینترنت اشیا در کشاورزی استفاده شود.
طراحان تجهیزات اینترنت اشیا IoT در حال حاضر با مجموعه‌ای از گزینه‌های برداشت انرژی روبرو هستند. به عنوان مثال کیت خورشیدی تجهیزات IoT شرکت Cypress، یک صفحه خورشیدی کوچک همراه با مادربرد و انرژی کارامد و مجهز به Bluetooth و USB است. برد برداشت انرژی Sparkfunمیتواند انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. این ماژول و سایر ماژول‌های برداشت انرژی می‌توانند با تکنیک‌های کارامدتری در IoT استفاده شوند.
یکی دیگر از منابع امیدوار کننده برداشت انرژی، لرزش است. به عنوان مثال شرکت ReVib Energy دستگاههایی را تولید می‌کند که انرژی را از لرزش‌هایی که به طور طبیعی در محیطهای تولیدی، معدن و حمل و نقل اتفاق می‌افتند، برداشت کنند. جمع‌آوری لرزش میتواند برای محیطهای خاص تنظیم شود. لرزش‌های ناشی از عبور قطارها می‌توانند سنسورها را در سوئیچ‌های ریلی تغذیه کند. برداشتگرهایی که برای ارتعاشات با فرکانس کم (10 تا 30 هرتز) طراحی شده اند که به ویژه در کاربردهای معدن مفید هستند.
علاوه بر بکارگیری تکنیک‌های برداشت انرژی، طراحان تجهیزات IoT می‌توانند پروتکل‌هایی را طراحی کنند که در مصرف انرژی صرفه جویی کنند. سه نمونه از روشهای کاهش مصرف عبارتند از : استفاده از حالت صرفه جویی در مصرف برق (PSM)، استفاده از پروتکل‌های طولانی مدت (eDRX) و سیگنال‌های هشدار.
اکثر فناوری‌های سلولی هنگامی که نیازی به اتصال به شبکه سلولی نداشته باشند، ماژول سلولی خود را خاموش می کنند اما برای اتصال مجدد به شبکه نیاز به برق دارند. از طرف دیگر PSM از تایمر اتصال به شبکه برای کاهش مصرف انرژی استفاده می‌کند. این زمان تعیین شده در بسیاری موارد میتواند بیش از یک سال باشد. اگر دستگاه در این قالب با شبکه ارتباط برقرار کند، دیگر از برق برای اتصال مجدد استفاده نمی‌شود.
eDRX مشابه PSM است. در این روش با خاموش کردن دوره‌ای ماژول گیرنده سلولی، ارتباط دستگاه قطع می‌شود و در مصرف برق صرفه جویی می‌شود. این بدان معنی است که ممکن است داده‌ها برای رسیدن به مقصد با تأخیر مواجه شوند و این تأخیر برای بسیاری از برنامه‌های IoT مشکلی ایجاد نکند.
سرانجام سیگنال‌های هشدار به دستگاه‌های IoT اجازه می‌دهند تا در خواب بمانند و به طور دوره‌ای سیگنال‌های دریافتی را بررسی کنند. در حالی که دستگاه در خواب است ، باید قبل از روشن شدن دوباره پیام بیداری دریافت کند. این روش مخصوصاً برای دستگاههایی که نیازی به برقراری ارتباط طولانی مدت ندارند مفید است.
گسترش قابلیتهای دستگاه‌های IoT و افزایش علاقه به پردازش هوش مصنوعی، مسئله توان و قدرت را در آینده در اولویت قرار می‌دهد. برداشت انرژی از محیط میتواند ابزاری قدرتمند برای دستگاه‌های متصل به ماشین آلات متحرک یا دستگاههایی باشد که در فضای بیرونی و در معرض آفتاب قرار دارند و تقریباً تمام کاربردها می‌توانند از پروتکل‌های مصرف انرژی کم استفاده کنند.
