无线传感器网络硬件供能模块设计
发布时间:2012/4/13 20:24:35 访问次数:944
采用MEMS技术进行节点的小型化和低功耗 SN74HCT14DR谩计另外一个不容忽视的问题是微型节点供能模块的设计。微型传感器节点可以利用能量存储模块（如微电池）、能量再生单元来获取能量。
1．能量存储单元
传感器节点可使用的目前只有电能，所以这里所讨论的能量存储单元也就只能是微电池了。希望微电池所能具有的特点如下。
①能量密度尽量高。
②通过简单的配置就可以对传感器的各部件进行直接供电，而尽量减少电压或其他的转换。
③在某些条件下具有多次充电使用的能力。
微型电池种类很多，可分为两大类：一类是微型碱性电池，包括氧化银电池、汞电池、锌．空气电池、锌一镍电池、锌一锰电池、镉，镍电池、镉．汞电池等；另一类是微型锂电池。
锌一空气电池是目前能量密度最高的电池。它以空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质的电池。使用多孔活性碳电极作为正极，铂或其他材料作为催化剂，锌粉制成膏状后，压制成片状或采用涂膏的方法制成极板作为负极。锌．空气电池除了能量密度高的优点外，还具有放电电压平稳，正极活性物质来源无线，电池廉价的特点。缺点是不能在缺氧的环境下使用，而且电池的储存性能较差，只能在生产后较短的时间内使用。
采用MEMS技术开发出的微电池将有望突破常规微电池的局限性。研宄人员已开发出充电次数多达1400次，而且功率比传统器件高100倍的纳米级阳极和阴极。三维纳米结构和制造方法，将带来扩散距离短但却含有充足的物质足以推动MEMS器件和微电子电路的电池。
2．能量再生单元
微型传感器的功能模块最理想的情况是可以从环境中连续地获取能量。但是实际上，从 环境中获取能量都不可避免地受到各种因素的影响，使得获取的能量不够平稳，甚至断断续续。因此，在采用能量再生单元的同时还必须使用能量存储单元来获得稳定的能量供应。
目前可用的能量再生单元包括光电池、利用振动获取电能的能量再生模块等。光电池的转换效率最高已达到30%，缺点就是使用范围和时间受到限制。利用振动产生电能在实际中，通常采用侧向或间隙截止梳状共振器与可变电容器相连的形式来实现。这两种形式都需要搭配使用能量存储模块实现能量的平稳供应。
1．能量存储单元
传感器节点可使用的目前只有电能，所以这里所讨论的能量存储单元也就只能是微电池了。希望微电池所能具有的特点如下。
①能量密度尽量高。
②通过简单的配置就可以对传感器的各部件进行直接供电，而尽量减少电压或其他的转换。
③在某些条件下具有多次充电使用的能力。
微型电池种类很多，可分为两大类：一类是微型碱性电池，包括氧化银电池、汞电池、锌．空气电池、锌一镍电池、锌一锰电池、镉，镍电池、镉．汞电池等；另一类是微型锂电池。
锌一空气电池是目前能量密度最高的电池。它以空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质的电池。使用多孔活性碳电极作为正极，铂或其他材料作为催化剂，锌粉制成膏状后，压制成片状或采用涂膏的方法制成极板作为负极。锌．空气电池除了能量密度高的优点外，还具有放电电压平稳，正极活性物质来源无线，电池廉价的特点。缺点是不能在缺氧的环境下使用，而且电池的储存性能较差，只能在生产后较短的时间内使用。
采用MEMS技术开发出的微电池将有望突破常规微电池的局限性。研宄人员已开发出充电次数多达1400次，而且功率比传统器件高100倍的纳米级阳极和阴极。三维纳米结构和制造方法，将带来扩散距离短但却含有充足的物质足以推动MEMS器件和微电子电路的电池。
2．能量再生单元
微型传感器的功能模块最理想的情况是可以从环境中连续地获取能量。但是实际上，从 环境中获取能量都不可避免地受到各种因素的影响，使得获取的能量不够平稳，甚至断断续续。因此，在采用能量再生单元的同时还必须使用能量存储单元来获得稳定的能量供应。
目前可用的能量再生单元包括光电池、利用振动获取电能的能量再生模块等。光电池的转换效率最高已达到30%，缺点就是使用范围和时间受到限制。利用振动产生电能在实际中，通常采用侧向或间隙截止梳状共振器与可变电容器相连的形式来实现。这两种形式都需要搭配使用能量存储模块实现能量的平稳供应。
采用MEMS技术进行节点的小型化和低功耗 SN74HCT14DR谩计另外一个不容忽视的问题是微型节点供能模块的设计。微型传感器节点可以利用能量存储模块（如微电池）、能量再生单元来获取能量。
1．能量存储单元
传感器节点可使用的目前只有电能，所以这里所讨论的能量存储单元也就只能是微电池了。希望微电池所能具有的特点如下。
①能量密度尽量高。
②通过简单的配置就可以对传感器的各部件进行直接供电，而尽量减少电压或其他的转换。
③在某些条件下具有多次充电使用的能力。
微型电池种类很多，可分为两大类：一类是微型碱性电池，包括氧化银电池、汞电池、锌．空气电池、锌一镍电池、锌一锰电池、镉，镍电池、镉．汞电池等；另一类是微型锂电池。
锌一空气电池是目前能量密度最高的电池。它以空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质的电池。使用多孔活性碳电极作为正极，铂或其他材料作为催化剂，锌粉制成膏状后，压制成片状或采用涂膏的方法制成极板作为负极。锌．空气电池除了能量密度高的优点外，还具有放电电压平稳，正极活性物质来源无线，电池廉价的特点。缺点是不能在缺氧的环境下使用，而且电池的储存性能较差，只能在生产后较短的时间内使用。
采用MEMS技术开发出的微电池将有望突破常规微电池的局限性。研宄人员已开发出充电次数多达1400次，而且功率比传统器件高100倍的纳米级阳极和阴极。三维纳米结构和制造方法，将带来扩散距离短但却含有充足的物质足以推动MEMS器件和微电子电路的电池。
2．能量再生单元
微型传感器的功能模块最理想的情况是可以从环境中连续地获取能量。但是实际上，从 环境中获取能量都不可避免地受到各种因素的影响，使得获取的能量不够平稳，甚至断断续续。因此，在采用能量再生单元的同时还必须使用能量存储单元来获得稳定的能量供应。
目前可用的能量再生单元包括光电池、利用振动获取电能的能量再生模块等。光电池的转换效率最高已达到30%，缺点就是使用范围和时间受到限制。利用振动产生电能在实际中，通常采用侧向或间隙截止梳状共振器与可变电容器相连的形式来实现。这两种形式都需要搭配使用能量存储模块实现能量的平稳供应。
1．能量存储单元
传感器节点可使用的目前只有电能，所以这里所讨论的能量存储单元也就只能是微电池了。希望微电池所能具有的特点如下。
①能量密度尽量高。
②通过简单的配置就可以对传感器的各部件进行直接供电，而尽量减少电压或其他的转换。
③在某些条件下具有多次充电使用的能力。
微型电池种类很多，可分为两大类：一类是微型碱性电池，包括氧化银电池、汞电池、锌．空气电池、锌一镍电池、锌一锰电池、镉，镍电池、镉．汞电池等；另一类是微型锂电池。
锌一空气电池是目前能量密度最高的电池。它以空气中的氧气作为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质的电池。使用多孔活性碳电极作为正极，铂或其他材料作为催化剂，锌粉制成膏状后，压制成片状或采用涂膏的方法制成极板作为负极。锌．空气电池除了能量密度高的优点外，还具有放电电压平稳，正极活性物质来源无线，电池廉价的特点。缺点是不能在缺氧的环境下使用，而且电池的储存性能较差，只能在生产后较短的时间内使用。
采用MEMS技术开发出的微电池将有望突破常规微电池的局限性。研宄人员已开发出充电次数多达1400次，而且功率比传统器件高100倍的纳米级阳极和阴极。三维纳米结构和制造方法，将带来扩散距离短但却含有充足的物质足以推动MEMS器件和微电子电路的电池。
2．能量再生单元
微型传感器的功能模块最理想的情况是可以从环境中连续地获取能量。但是实际上，从 环境中获取能量都不可避免地受到各种因素的影响，使得获取的能量不够平稳，甚至断断续续。因此，在采用能量再生单元的同时还必须使用能量存储单元来获得稳定的能量供应。
目前可用的能量再生单元包括光电池、利用振动获取电能的能量再生模块等。光电池的转换效率最高已达到30%，缺点就是使用范围和时间受到限制。利用振动产生电能在实际中，通常采用侧向或间隙截止梳状共振器与可变电容器相连的形式来实现。这两种形式都需要搭配使用能量存储模块实现能量的平稳供应。
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