無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在能量收集應(yīng)用中的應(yīng)用

　　近年來，能量收集（energy harvesting）話題在電子設(shè)計群體內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注。通過能量收集過程，能夠捕獲、收集然后透過電子設(shè)備來利用小批量的能量，從而能夠完成簡單的任務(wù)，而無須在系統(tǒng)設(shè)計中集成傳統(tǒng)電源。然而，為了有效地實現(xiàn)能量收集，系統(tǒng)需要以盡可能最高的能效等級工作，不管是系統(tǒng)規(guī)定的構(gòu)成元件，還是系統(tǒng)布設(shè)的方式，都是如此。下文將討論能量收集應(yīng)用的幾項技術(shù)挑戰(zhàn)，以及創(chuàng)新的數(shù)字、模擬及電源管理半導(dǎo)體技術(shù)怎樣發(fā)揮關(guān)鍵作用來克服這些挑戰(zhàn)。

　　如今在利用能量收集（或清理）的應(yīng)用包括建筑物自動化系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)視器/數(shù)字采集設(shè)備及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。由于能量收集并不依賴于傳統(tǒng)形式的電源，它有兩種關(guān)鍵的生態(tài)優(yōu)勢。首先，它不會導(dǎo)致任何化石燃料儲備的耗盡；其次，它不會增加污染等級（因為沒有相應(yīng)的碳排放或用后丟棄的電池）。除了免去繞線或線纜之需并因此提供便利性，對于原設(shè)備制造商（OEM）和系統(tǒng)集成商而言，這類應(yīng)用的真正優(yōu)勢在于，一旦真正就位，它實際上不會產(chǎn)生日常運行成本，因而不會收到公用事業(yè)機構(gòu)的賬單或是成本高昂的替換電池上門服務(wù)等。

　　提取所要求的能量

　　可以采取多種方式來從環(huán)境中收集能量（取決于何種方式被證實最適合于特定應(yīng)用背景），產(chǎn)生的功率等級通常在10 μW至400 μW區(qū)間。 采用的機制包括溫差、動力學(xué)（主要通過振動運動）、太陽能、壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)及電磁。然而，可能除了太陽能外，有關(guān)能量采集是“免費”能量的認(rèn)知并不是完全準(zhǔn)確。其于振動或溫度梯度的能源利用了大量源自系統(tǒng)的浪費能量。因此，須顧及維修及維護(hù)成本因素。

　　通過收集過程產(chǎn)生的能量可以用于多種方式，例如：

　　1. 開關(guān)（建筑物自動化） – 施加在開關(guān)上使其導(dǎo)通或關(guān)閉的機械力足以產(chǎn)生相當(dāng)于數(shù)毫焦耳（mJ）的能量來運行無線收發(fā)器。這種方式發(fā)送射頻（RF）信號來啟動門鎖或燈。這種方式由于不需要繞線，故提供后勤維護(hù)及審美上的效果。

　　2. 溫度傳感器（建筑物自動化） – 環(huán)境空氣與加熱器之間的溫差能提供將溫度數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送回給調(diào)節(jié)系統(tǒng)所需的能量。