浅谈工业无线传感器网络的演进( 四 )_无线传感器网络(WSN)驱动的工业自动化

能量约束

工业WSNs在能量、内存和处理方面面临着主要的资源限制；大多数传感器节点都是电池供电的，既限制了传感器的处理能力，也限制了节点的工作寿命。

目前正在探索许多收集能源的方法，包括通过振动、热能、射频能量和光产生能量。在室外环境中，可在板上安装光伏(PV)电池，作为主要能源，通过可充电电池组和/或超级电容器、实现二次储能。

在厂房地板上，电机可以占到能量输出的90%以上，同时也是工厂地板上最重要的能源之一，在温度和振动方面也是有待开发的能源之一。热电能可以通过使用两种不同的金属获得，其中温度梯度产生电流(Seebeck效应) 。由n型和p型半导体颗粒组成的热电发电机(TEG)使用从几度到数百度不等的温度梯度来产生能量。这些温差可以从人体或机器到周围环境。压电材料可以将振动和气流应变转化为电压。环境振动也可以通过磁感应转换成功率，磁铁相对于线圈移动。

通过微机电系统(MEMS)或光伏电池(PV)获得的能量经过功率调节，以便存储在二次能量存储中，通过电源管理电路，最后通过负载(传感器和无线电) 。虽然有许多创新的方法可以自主地产生能量，以防止昂贵的更换电池的维护，但电源的不可预测性增加了对传感器节点可靠性的挑战。没有传感器节点的能量补充，时间敏感信息可能被错误地传输或丢失。此外，如果传输过程中消耗的能量不成比例，传感器可能没有足够的功率来探测环境，从而降低系统的潜在确定性。