從環(huán)境到Power醫(yī)療系統(tǒng)采集能量

該節(jié)點包括一個太陽能電池來提供能量，一個整流器，可以用來轉換交流電振動能量轉換成一個直流電流，并從線性技術，取入DC能量，并將其調節(jié)到一恒定4.1 V.這一個功率管理器還通過從電路斷開，如果其電壓太低免受過放電的電池。

則能量管理電路的4.1 V輸出，所述薄膜電池的到一個穩(wěn)定的2.7 V使用由所述無線控制器轉換。該電路的主要成分是一種超低功耗低壓差(LDO)穩(wěn)壓器，欠壓檢測器和一個100μF的鉭電容，以提供所需的射頻傳輸峰值電流。 LDO的關斷引腳連接到欠壓檢測器的輸出，從而使系統(tǒng)不通電，直到100μF電容充電到至少3.0 V.這可以確保系統(tǒng)不會嘗試，除非它有足夠的上電儲存的能量通過電順序得到它。但是，系統(tǒng)需要大約3μA運行，這是很容易，只需50勒克斯的光照射在太陽能電池供電。

當控制器從休眠模式喚醒時，它的樣品使用芯片上的溫度傳感器，在所述薄膜電池的剩余電量，和環(huán)境光的在太陽能電池的量，其可用于管理系統(tǒng)操作的當前溫度。

其中一個主要特點是無論是在睡眠和活動模式的極低功耗。圖3示出了具有發(fā)送一次的第二的RF分組的活性曲線。的峰值電流是當RF發(fā)送器被啟用29毫安并在三分鐘的時間間隔內的平均電流為51微安。這是使用GFSK調制與13 dB的輸出功率上發(fā)送一個128千比特/秒鏈路。

低功率無線鏈路的活動空間圖片

圖3：在RD開發(fā)板的低功率無線鏈路的活動概況顯示能量收集如何支持數據傳輸。

這兩種開發(fā)板使用2.4 GHz和919 MHz的專用無線協(xié)議，和任何安全都必須加入。

藍牙智能設備可以用于提供與加密2.4GHz的無線鏈路到具有內置的信號的安全智能電話，但這是有代價的功耗和呈現(xiàn)的能量采集系統(tǒng)更大的挑戰(zhàn)。藍牙設備，如從Silicon Labs公司(以前BLUEGIGA)在DKBLE開發(fā)套件BLE112模塊可用于開發(fā)心臟速率監(jiān)測器與專用的，優(yōu)化軟件。 27毫安，發(fā)射模式下的功率消耗和僅僅0.4μA在睡眠模式下，它可以與一個電源管理子系統(tǒng)被組合以從太陽能電池用的可再充電電池收獲其能量。

從Silicon Labs公司DKBLE開發(fā)套件圖片

圖4：Silicon Labs公司的DKBLE開發(fā)套件，可用于開發(fā)心臟監(jiān)測儀與智能藍牙無線連接。

結論

有一定范圍的可用于從對穿戴式醫(yī)療監(jiān)視環(huán)境采集能量的技術。壓電器件和太陽能電池可以產生足夠的電源，以保證數據的采集由需要充電電池不間斷，全面的開發(fā)板提供電源管理，低功耗微控制器和軟件來實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)。最新的技術，如藍牙智能正在增加安全性旁邊的專用軟件，使這種發(fā)展更容易的鏈接。