隨著極低功率傳感器、微控制器和射頻 (RF) 收發(fā)器的易用性和性能的不斷提升，采用能量收集" title="能量收集">能量收集技術來專門供電或作為補充供電方式的無線傳感器網絡" title="傳感器網絡">傳感器網絡越來越接近現(xiàn)實。超低功率無線協(xié)議已開始逐步被業(yè)界所廣泛接納，而且相關的標準也在積極的制定之中。擺脫了交流電源或電池電源束縛的傳感器網絡為實現(xiàn)更大的靈活性、更低的維護成本、更高的安全性以及廣泛的普及提供了可能性。僅僅幾年之前還無法想象的應用如今憑借能量收集技術將有望成為現(xiàn)實。新涌現(xiàn)的電源管理" title="電源管理">電源管理產品能夠將各種能量收集換能器" title="換能器">換能器 (TEG、光伏、壓電、磁) 的使用不便、斷斷續(xù)續(xù)而且常常微乎其微的輸出轉換為適合當今電子產品的可用電平。然而，對于這些電源管理器件，需要一種新的規(guī)格擬訂、分析和設計方法，以充分發(fā)揮各換能器元件以及最終由它們供電的傳感器網絡電子線路的功能。

　　無線傳感器并不是新生事物。如欲通過運用能量收集技術而使其成為半自主型或全自主型器件，則需正確地選擇和設計換能器和電源管理器件。圖 1 示出了一個典型的無線遠程傳感器節(jié)點。迄今為止，在該系統(tǒng)中缺失的一環(huán)一直是電源管理解決方案。可提供功率的換能器使用起來常常極為不便——要么產生一個非常低壓的低阻抗輸出，要么產生一個非常高壓的高阻抗輸出。此系統(tǒng)中的各種單元可以進一步細分為功率發(fā)生器/調節(jié)器 (換能器和電源管理) 和功率耗用部件 (其它所有單元)。簡而言之，如果能量收集系統(tǒng)的平均輸出功率能力超過了遠程傳感器電子線路所需的平均功率，則有可能實現(xiàn)一個自主型系統(tǒng)（表1）。

　　對于任何設計來說，在啟動之前開展一次快速可行性分析都是值得的。這甚至連能量收集技術是否切實可行都可迅速地加以確定。第一步是決定所需的測量頻度和測量結果發(fā)送頻度。我們將把此稱為測量頻率 (F)。接著，我們將能夠決定產生期望的數據和 RF 收發(fā)器功率需要多大的處理功率以及傳輸此類數據所需的時間。表 2 給出了常見微控制器和 RF 鏈路系統(tǒng)的典型功率要求。這些功率要求會因制造商以及特定的應用而有所不同。有許多種可供選擇的方案，而且它們可以根據最終應用進行相應的優(yōu)化。由此我們可以計算出系統(tǒng)占空比和平均功率。系統(tǒng)占空比的定義為：[ (測量時間 (Tm) + 處理時間 (Tp) + 發(fā)送時間 (Tt)] x 測量頻率 (F)。平均功率 (Pa) 就是總功率 (P) x D + 待機功率 (通常小至足以忽略不計)。