提高能量采集技术被广泛认为是无线传感器网络发展的有力推进要素。 G6L-1F-12VDC无线传感器网络主要由大量小的、低功耗的传感器网络组成。这些节点共同协作来采 集数据并通过无线连接传输数据到基站。无线传感器网络在健康医疗护理、机械装置、交通运输和能源等领域均具有广泛的发展前景。

    如图9.1所示,一个典型的无线传感器节点(WsN)包括微能量模块、传感器/执行器、前端处理单元、数字信号处理器和无线接收设备c相关的研究表明,WSN的平均功耗估计在1~⒛uW的范围之间。功耗大小取决于被测量的物理效应、应用算法和传输频率的复杂性。实验结果显示,⒇uW的功耗足够驱动脉搏血氧仪传感器正常工作,同时处理数据并且每隔15s回传一次数据。此外,10uW的功耗足够每5s进行一次温度测量和数据传输[5]。而100uW的功

耗能够支撑表9,1中所示的相对复杂并具有相对高的数据传输速率的传感器节点。同时,从长远角度看,由于不断改进的低功耗和超低功耗电路设计,功耗将会进一步减小。

    图9.7一个典型的无线传感器网络的组成图表

   在许多情况下,需要无线传感器网络能够正常运行几年的时间。由于传感器节点的数量较多并且尺寸很小,更换耗尽电量的电池是不现实或者不易于实现的。虽然安装大容量的电池能提高无线传感器网络的运行时间,但会增加系统体积和成本。采用能量采集器和小尺寸可充电电池(或称能量存储系统,例如超级电容器)相结合的方法是实现网络的能量续航最好的方法。例如,WSN的功耗大约是100uW,一般电池的普遍寿命只有几个月。而相比之下,利用可充电电池和输出功率为100uW的能量采集器相结合,可以在整个无线传感器网络的使用期内实现能量续航。