能量收集技術(shù)很快就會(huì )來(lái)到您身邊的應用中

從現成可用的來(lái)源采集能量提供了這樣一種可能，即不需要電線(xiàn)或電池就能無(wú)限期地為應用供電，至少也可以延長(cháng)電池供電型系統的工作時(shí)間。不過(guò)，要想成功地實(shí)現一款能量收集解決方案，就必需詳細了解環(huán)境能量源的特性和收集器 / 換能器的輸出功率能力以及系統的功率要求。

環(huán)境能量源包括光、溫差、機械振動(dòng)、已發(fā)送的射頻 (RF) 信號或任何其他能夠通過(guò)某種換能器產(chǎn)生電荷的信號源。這些能量源都在我們的身邊，利用合適的換能器，如面向溫差的熱電發(fā)生器 (TEG)、面向振動(dòng)的壓電式元件、面向太陽(yáng)光 (或室內照明光) 的光伏電池等，可將其轉換成電能，甚至可以利用濕氣產(chǎn)生電能。此類(lèi)所謂的“免費”能量源可用來(lái)自主地給電子組件和系統供電。

一個(gè)典型的能量收集配置或無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn) (WSN) 由 4 個(gè)方框組成，如圖 1 所示。它們是：1) 環(huán)境能量源;2) 換能器組件和給下游電子線(xiàn)路供電的電源轉換電路;3) 將該節點(diǎn)連接到現實(shí)世界的檢測組件和計算組件 (由微處理器或微控制器組成，負責處理測量數據并將數據儲存到存儲器中);4) 由短程無(wú)線(xiàn)單元組成的通信組件，用于實(shí)現與相鄰節點(diǎn)及外部世界的無(wú)線(xiàn)通信。

圖 1：一個(gè)典型的能量收集系統或無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的主要組成方框圖

一旦電能產(chǎn)生出來(lái)，就可以由能量收集電路轉換并調整為合適的形式，以給下游電子線(xiàn)路供電。因此，一個(gè)微處理器可以喚醒一個(gè)傳感器，以獲取讀數或測量值，然后讀數或測量值可由一個(gè)模數轉換器進(jìn)行處理，以通過(guò)一個(gè)超低功率無(wú)線(xiàn)收發(fā)器傳送。

目前，在我們的周?chē)性S多運用了能量收集技術(shù)的應用。實(shí)例包括：輪胎磨損/壓力監測器、電感耦合智能電網(wǎng)監測器、HVAC 和照明控制系統。飛機健康狀況監視和資產(chǎn)跟蹤系統很快也將運用能量收集技術(shù)。