無線傳感器網絡正成為多種應用領域富吸引力的解決方案,但如何無線產生電能這一問題抵消了其優勢。要么更換電池,但維護工作量大,要么傳感器需要一個有線電源。

Microstrain公司的工程師聲稱他們在“能量采收(energy-harvesting)”的元件中找到了答案。這種元件能直接由周圍環境中的能量為無線節點提供電力。該公司最近從美國國防部獲得一筆70萬美元小企業革新研究資金用于開發此項技術。

“將改進的能量采收方法、智能管理策略和已認可的無線傳感器標準加以整合,極大地擴大無線感知網絡的市場潛力。” Microstrain公司總裁Steven Arms表示。“我們設想開發出不用維護、無限壽命的無線感知網絡,與Wi-Fi和蜂窩電話網絡融為一體,使重要信息的有效及時傳送成為現實。”

為了實現這一愿景,需要研究出一些從環境中可靠吸取能量并將之轉換為毫瓦級電能的方法。光、熱、振蕩形式的機械能及張力是最可能的源,但在大多數無線傳感器網絡安裝的建筑內只有機械能最充足最可靠。由于壓電材料的性能快速發展,該公司產品開發組認為機械張力是最佳源。這種材料當被放置在電場內或相反由于機械張力產生一個電場時,將發生物理形體的變化。張力不僅成為建筑物和設備內可用的通用力,還使高效光纖實現了商用化。

通過創造出單晶光纖,壓電材料的能量轉換效率從大約60%增長到超過90%。