虽然能量收集并不是一个全新概念，但是RF和微控制器(MCU)器件在性能与能耗方面取得的最新进展，意味着构建一个采用能量收集型应用，例如传感器节点，现在变得更加容易。此外，对于同样的能量收集而言，新构建的应用能够比之前应用提供更强的能力。因此，在越来越多的应用中，能量收集为传感器节点供电正在成为切实可行的解决方案，本地化处理采集的数据，然后回传到一个集中器。
能量收集型系统构成
我们来考虑一个嵌入式能量收集型系统，如图1所示。其中某些组成部分，例如能量收集器，在任何能量收集型设计中都是必要的。
图1：能量收集型传感器节点。
从哪里可以获取传感器供电所需能量呢?从光、热、振动还是RF?表1中汇总了可收集潜在能量的常见能量来源。本例中，假设我们正在使用太阳能收集器。除了能量收集源之外，应用中也需要某种形式的能量存储设备，最常见是电容组，或者小型可充电电池。(储能设备是必须的，因为收集器要持续连续不断的收集能量，而应用本身可能仅会在极短的时间内处于活动模式，而在大部分时间中处于休眠模式。)
表1：能量收集源。
除了这些应用组成部分之外，开发人员还要选择元器件进行相关设计，能利用这些收集到的能源并达成预期结果。这里有一些关键因素要考虑。所选择的元器件必须待机电流极低;在工作模式时功耗极低;且能够在活动模式和待机模式之间快速切换(因为器件从待机模式转换到工作模式所需的时间越长，浪费的能量越多)。
添加RF连接
RF元器件选型时，关键因素是要选择一个合适的通信协议，协议要能够提供足够带宽以传输所需数据，同时能耗要尽可能低。ZigBee和蓝牙都是低能耗和电池供电型应用的良好选择，但是更轻量级的无线连接技术或许才是能量收集的最佳选择。
简单、专用的sub-GHz解决方案非常适合能量收集型应用的需求。我们假设该设计中由于进行了本地信号处理，而仅仅需要进行少量数据传输(在后面的例子中我们将会讨论大量数据传输时的情况)，那么RF元器件在大部分时间里将处于待机模式，仅在需要传输少量预处理数据时才被唤醒。因此，要考虑的两个重要参数是待机模式能耗和传输模式能耗。
基于以上这些原因，高能效的sub-GHz收发器，例如Silicon Labs 公司的Si4464，会是更好的选择。Si4464的待机模式电流仅50nA，在非收发模式下能够最大限度的减少能量消耗，而且从待机模式切换到运行模式时，唤醒时间仅需要450?s。这种等级的无线能效使得开发人员能够在获取和管理数据的应用中，实现 RF元器件的能耗最小化。 |
