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能量收集器在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用

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發(fā)表于 2015-8-25 21:06:38 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
能量收集器在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用:由于每小時僅需發(fā)送幾次傳感器所獲取的數(shù)據(jù),頻率較低,因此耗電量較少,僅需發(fā)電量較小的能量收集器即可滿足其電力需求。

由于高效低功耗周邊電路和發(fā)電部分取得的進(jìn)步,能量收集已成為“可以使用”的技術(shù)。而且由于已經(jīng)打好基礎(chǔ),因此相關(guān)應(yīng)用也陸續(xù)出現(xiàn)。不僅僅是已開始采用該技術(shù)的照明等的開關(guān),還可應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域,尤其是在橋梁、車輛的狀態(tài)監(jiān)測、畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

據(jù)上海羿歌所認(rèn)識,其中被寄予厚望的是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。由于每小時僅需發(fā)送幾次傳感器所獲取的數(shù)據(jù),頻率較低,因此耗電量較少,僅需發(fā)電量較小的能量收集器即可滿足其電力需求。

雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)意以前就已出現(xiàn),但通過不使用電池實現(xiàn)無線化,其應(yīng)用范圍得到進(jìn)一步擴(kuò)大。比如,從美國麻省理工學(xué)院(MIT)獨立出來的美國Voltree Power LLC公司接受美國農(nóng)業(yè)部(United States Department of Agriculture)的委托,在美國加利福尼亞州的山林等處設(shè)置溫度傳感器,構(gòu)建了傳感器網(wǎng)絡(luò))。

注:電源發(fā)電部分采用了MIT開發(fā)的、充分利用樹根與周圍所產(chǎn)生的50~200mV左右電位差的技術(shù)。

其目的在于檢測出森林火災(zāi),盡量減少損失。將火災(zāi)所造成的損失、相關(guān)人員及物資等的費用與設(shè)置、運營無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本進(jìn)行比較,兩者基本相衡,因而決定設(shè)置該網(wǎng)絡(luò)。

除此之外,最近還有一個備受關(guān)注的應(yīng)用,那就是“狀態(tài)監(jiān)測”。具體是指將傳感器裝設(shè)在大廈和橋梁等的建造物上,檢測其狀態(tài)的變化。同時還可通過數(shù)值變化的時期和量來判斷建造物的壽命。還能夠參考所獲取的數(shù)據(jù),進(jìn)行維護(hù)及更換部件。

狀態(tài)監(jiān)測在馬達(dá)及引擎等領(lǐng)域也有較高需求。比如在汽車上,為了驅(qū)動可檢測各部件狀況的傳感器設(shè)備,需要用到大量線束。如果用可充分利用引擎及馬達(dá)的熱量及振動等能量的“無線”傳感器來代替,便可大幅削減線束使用量。

此外,據(jù)上海羿歌所認(rèn)識,在狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域,還可用于管理人和動物的“生活記錄器(Life Recorder)”。如果安裝在家畜或野生動物身上,除了位置信息之外,還可獲得體溫及心率等的數(shù)據(jù)。而且如果能夠利用動物的體溫能源作為電源,便可無需更換電池。

實現(xiàn)任何人都可利用的環(huán)境

如果能量收集技術(shù)能夠以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的普及為契機(jī)提高認(rèn)知度,今后便有可能開辟出更多用途。對于開辟能量收集新用途的企業(yè)來說,能夠簡單地取得低功耗周邊電路部件可以說是一個非常大的進(jìn)步。

發(fā)電元件方面,目前已經(jīng)出現(xiàn)許多產(chǎn)品,比如美國AdaptivEnergy LLC公司以及英國Perpetuum公司等生產(chǎn)的產(chǎn)品。另外,關(guān)于無線部分,模塊化已取得進(jìn)展,即使沒有高頻領(lǐng)域?qū)I(yè)知識也可以使用。即將量產(chǎn)使用GainSpan公司無線收發(fā)IC的傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊的阿爾卑斯電器電氣稱,“已接到來自30多家公司的洽詢”。



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