采集能源定量供應(yīng):無線傳感器節(jié)點功耗限制
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圖1顯示了一個實例網(wǎng)絡(luò)以及每個節(jié)點的子系統(tǒng)?；谝子诓渴鸷透桶惭b成本方面的考慮，各個節(jié)點都要求能夠以無線方式通信。為了降低通信開銷和縮短響應(yīng)時間，我們希望節(jié)點能夠本地處理傳感器數(shù)據(jù)，并可以控制傳動器。對大量的節(jié)點進(jìn)行日常維護(hù)（例如：電池更換等），其成本可能會極其的高。理想的情況是僅依靠存儲/采集能源傳感器便可持續(xù)工作數(shù)年時間。
傳感器、無線電設(shè)備和微控制器 (MCU) 的選擇取決于具體的應(yīng)用性質(zhì)。本文重點介紹辦公環(huán)境下的傳感器網(wǎng)絡(luò)，其面向的應(yīng)用包括能源管理、安全或者資源規(guī)劃等。
能源與存儲
光能通常是室內(nèi)環(huán)境下存在最多的一種環(huán)境能源形式?，F(xiàn)代的一些太陽能電池（由非晶硅制成），在一個200 lux熒光燈光源的照射下，可產(chǎn)生約5uW/cm2。表 1列舉出了能源獲取速率的估計值，其表明一塊10cm2太陽能電池可產(chǎn)生70–120 uW。
表1 一般室內(nèi)熒光燈照明環(huán)境下的能源獲取速率近似值
微型熱發(fā)電機(jī)利用一定的溫度梯度來產(chǎn)生電能。但要產(chǎn)生15uW/cm3的功率密度，熱采集器需要約10oC的熱梯度。許多應(yīng)用環(huán)境，特別是室內(nèi)環(huán)境，都沒有較大幅度的溫度波動。因此，熱采集器的適用性受限于這些環(huán)境。
當(dāng)今的一些振動能源采集器，需要約1.75–2.00g的加速度（室內(nèi)環(huán)境一般沒有這么大的量級）來產(chǎn)生60微瓦的功率。
能量存儲的板上容量非常有限，而采集環(huán)境能源的機(jī)會也很有限，因此需要傳感器非常節(jié)省地使用能源。例如，電池容量為100mAh的一塊太陽能電池獲得70uW，便可為10年的節(jié)點使用壽命提供一半時間的供電。該節(jié)點必須讓其各子系統(tǒng)工作，且平均功耗不得高于39uW。
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