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采集能源定量供应:无线传感器节点功耗限制

作者:时间:2011-10-27来源:网络收藏

如果我们周围的系统能够自己检测其环境变化并做出反应,这毫无疑问会彻底改变我们的生活。网络就是这样一个系统,系统中的一些分布式实施()通过方式相互通信,共同对物理刺激做出响应。本文概述了的一些最新发展情况,帮助您了解系统级的设计方法。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/161430.htm

图 1 显示了一个实例网络以及每个的子系统。基于易于部署和更低安装成本方面的考虑,各个节点都要求能够以方式通信。为了降低通信开销和缩短响应时间,我们希望节点能够本地处理数据,并可以控制传动器。对大量的节点进行日常维护(例如:电池更换等),其成本可能会极其的高。理想的情况是仅依靠存储/便可持续工作数年时间。

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图 1 节点通过供电,自主判断其环境变化情况,并可利用多种协议进行通信。

传感器、无线电设备和微控制器 (MCU) 的选择取决于具体的应用性质。本文重点介绍办公环境下的传感器网络,其面向的应用包括管理、安全或者资源规划等。

能源与存储

光能通常是室内环境下存在最多的一种环境能源形式。现代的一些太阳能电池(由非晶硅制成),在一个 200 lux 荧光灯光源的照射下,可产生约 5 uW/cm2。表 1列举出了能源获取速率的估计值,其表明一块 10 cm2 太阳能电池可产生 70–120 uW。

表 1 一般室内荧光灯照明环境下的能源获取速率近似值

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微型热发电机利用一定的温度梯度来产生电能。但要产生 15 uW/cm3 的功率密度,热器需要约 10oC 的热梯度。许多应用环境,特别是室内环境,都没有较大幅度的温度波动。因此,热采集器的适用性受限于这些环境。


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