許多種能量采集器能夠產(chǎn)生10uW~1mw的輸出功率。這種量級的輸出功率已經(jīng)足夠驅(qū)動低功耗和超低功耗的器件工作,ONET1191PRGTR尤其是開啟周期性循環(huán)工作時能量采集器的成功應(yīng)用具有三個決定性因素:

   1)相較一個完整的WSN,能量采集器必須占用較少的成本:

   2)輸出功率必須足夠維持WSN所需要的功能:

   3)通過使用超低功耗技術(shù)和相關(guān)技術(shù)突破.Ⅱ SX的功耗必須進(jìn)一步減少:

    表9.2 各種能量采集技術(shù)的特征參數(shù)6

   成本的考慮顯然與最終的目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域緊密相關(guān)。例如,在預(yù)測性維護(hù)的基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控的案例中,單個WSN的價格可以相對較高,因為累積的成本降低遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于初始的投資。基礎(chǔ)設(shè)施的狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用正好是第一批能量采集器出現(xiàn)在市場的領(lǐng)域。另一方面,對于大多數(shù)其他應(yīng)用,目前的能量采集技術(shù)仍然太貴了。成本更低廉的能量采集器件的可行路線是使用微加工技術(shù)進(jìn)行制造。由于器件能

夠在晶圓級進(jìn)行批量生產(chǎn),可以有效地降低成本。然而,減小采集器件的尺寸不僅影響成本而且影響輸出功率。

    得益于學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注,能量采集技術(shù)在未來幾年內(nèi)有望得到顯著提升。本章聚焦于微機(jī)械能量采集器件和能量存儲器件。在本章中將要介紹4種能量采集器:分別主要是基于溫差原理、振動和運(yùn)動原理、RF輻射以及光伏(PⅤ)原理。主要介紹基于微機(jī)械加工制造的基本原理和具體實施案例。我們從電池和超級電容器[一般稱為能量存儲系統(tǒng)(Es)]的性能開始討論,主要原因是這樣可以使我們較好理解能量采集器的輸出電壓怎樣匹配到Es。能量采集器和EES之間的差距通過電源管理來調(diào)整,這一點將在每一節(jié)最后進(jìn)行非常簡略的討論。