(TEG)、太阳能设备、机械运动传感器和能量存储超级电容如今都已经非常成熟。

图1：在典型的能量采集系统中，能量产生于运动、热源、光电资源或磁场活动。这种能量可以被捕获、存储、管理并馈送给传感器进行传输。

　　“人们对无线传感器网络使用电池供电总是津津乐道甚至有些得意。”凌力尔特公司(Linear)产品营销总监Tony Armstrong表示，“但与此同时他们越来越多地关注电池的寿命，也更关心能量采集技术以最大限度地降低电池能耗。在无线传感器网络中，更重要的是要有足够的能量来完成所需的任务。下面让我们顺着这条思路看看2009年时的情况。”
　　在工业中的应用
　　美国节能经济委员会(ACEEE)一直在呼吁更好地使用先进的通信技术。正如在该委员会提交的题为“用于实现智能效率的确定性框架”的E125报告中指出的那样，如果工业领域和住户能更好地利用目前可用的现代通信技术(如无线网络)的优势，他们可以将系统效率再提高约12%至22%，从而在节能和提高生产率方面实现数百甚至数千亿美元的效益。
　　HART通信基金会透露，目前在全球主要制造场所安装有8000多个WirelessHART网络。据该组织报道，有成千上万的设备工作于许多加工应用中，包括旋转式设备、管道监视、存储系统、自动化厂房和材料处理设施。拜耳(Bayer)、BASF、BP、Celanese、ConocoPhilips、Evonik、Pemex、Shell和Statoil等大型公司已在全球许多加工制造场所开发了网络和各自的仪器。
　　WirelessHART借鉴了许多经过验证的国际标准，包括HART通信协议标准(IEC6158)、EDDL(IEC61804-3)和IEEE802.15.4。这个IEEE标准是2007年被采用的，大部分工作由加州大学伯克利分校的Kris Pister完成，并于1997年与HART协议一起由他的公司Dust Networks实现了商用化。Dust Networks随后被凌力尔特公司收购。作为Pister的工作成果，术语“尘埃(mote)”得到了Dust Networks公司的广泛宣传。
　　WirelessHART是一种无线网状网通信协议，广泛用于过程自动化应用。它在HART协议中增加了无线功能，同时保持了与现有HART设备、指令和工具的兼容。WirelessHART包含三个主要部分，即无线现场设备、网关和网络管理器(图2)。

图2：用于过程自动化应用的WirelessHART网状网络在HART协议中增加了无线功能，同时保持了与现有HART设备、通信和工具的兼容。它包含三个主要部分，即无线现场设备、网关和网络管理器。

　　“在石油天然气、化学、葡萄酒厂、啤酒厂等行业中，我们已经从理论上设立了工业过程自动化的标准，可用于跟踪液平面、流动速度、机器振动、压力、温度等。”Pister指出，“我们业已证实，无线传感器网络要比有线网络更加可靠，而且成本更低。我们的强项在于确保通信协议的可靠性，并只需消耗很低的功耗。”
　　HART协议成功的关键是时间同步网格协议(TSMP)。HART的5个关键部分是时间同步的通信、跳频、自动节点联接与网络组建、完全冗余的网格路由以及安全的消息传送。TSMP网络也可以实现自组。每个TSMP节点可以智能的发现邻居、测量射频信号强度、捕捉同步与跳频信息，然后与相邻节点建立路径和链路。
　　在TSMP中，每个通信窗口被称为时隙。一系列时隙组成一帧，在网络的生命周期中这个帧会不断地重复。帧长度以时隙数计算，是一个可配置的参数——这样就可以为网络确立一个特定的刷新率。
　　较短的帧长度可提高刷新率、增加有效带宽和功耗。相反，较长的帧将降低刷新率，也会减小带宽和功耗。一个TSMP节点可以同时加入多个帧，从而针对不同任务有效地实现多种刷新率(图3)。具有时间、频率和空间多样性的TSMP包结构提供了一种鲁棒性的协议，可以应对现实世界中的各种工业挑战。