CP451-10任何传感器或致动器所需的一个常数是对功率的需求。现场设备常用的电源包括仪表空气、液压和电力。幸运的是，包括IIoT设备的无线传感器网络(WSN)不需要持续供电，并且它们需要的功率水平相当低。因此，能量收集技术是可以考虑的可行选择。

能量收集，也称为功率采集或能量采集，是从系统环境中获取能量并将其转化为可用电能的过程。能量收集利用少量的环境能量，否则这些能量会被消耗或浪费掉。它允许电子设备在没有传统电源的地方工作。这消除了运行电线或管理电池的需要。

能量采集系统通常包括为能量存储单元充电和管理功率以及调节和保护系统的电路。

可以收集的环境能量的常见来源有:

• 光能(被光伏电池捕获)；
• 动能(由压电元件捕获的振动和机械应力)；
• 热能(由热电发电机捕获)；和
• 射频能量(由天线捕获的无线电波，如在RFID系统中)。

太阳能电池非常普遍；然而，当他们依赖太阳光作为他们唯一的来源时，他们的缺点是不能在晚上收获。这就产生了对电池存储的需求。它们还需要维护以保持太阳能电池表面“干净”例如，在加拿大，这意味着下雪。

为了说明能量收集系统是如何无处不在，压电收集的几个例子包括:

• 汽车轮胎上的压力传感器:压电能量收集传感器安装在汽车轮胎内部。他们监控轮胎内的气压，并将这些信息传递给仪表板；
• 无电池的遥控装置:遥控装置中的压电传感器将按钮被按下的力转化为能量，为遥控器的红外信号提供动力；和
• 压电“鞋”:孩子们穿的闪闪发光的跑鞋。

一种早期的WSN压电能量收集器使用过程管道自身的自然频率来产生有效的“音叉”振荡，并从振荡中获取能量。该系统的问题是该过程在不同的工艺条件下操作。把它移出了系统校准的频率范围。不再振荡意味着不再有能量。

热电采集系统基于热电发电机(TEG ),它由几个串联到温差的热电偶组成，以产生与温差和TEG大小成正比的能量。因此，随着温差的变化，可用能量也在变化。

CP451-10在某些应用中可能起作用的一些其他想法包括安装在用于致动器的仪表气源中的涡轮机，但是致动器被设计成最小化空气消耗。这种选择既需要可靠的空气供应，又需要持续向大气排气。如果你在给设备通空气，也有可能有一个可靠的电源。

另一个想法是在这个过程中插入一个桨，用弹簧或液压水库推回去，这样振荡就可以像海上的波浪发电机一样发电。这确实需要进入生产线的另一个渗透和潜在的排放源。因为它是机械的，所以可能需要维护和隔离。结果是更加复杂。

与此同时，具有无需更换的优点的微型燃料电池仍处于研究阶段。如果连接到传感器上，“通风口”可以提供24 x 7功率的燃料。

如对每个选项所提到的，几乎所有的能量收集系统都有一个或多个限制，这些限制限制了它们的使用，并伴随着不总是可用的相关风险。

这就是为什么每个能量收集系统都需要某种形式的能量“平滑”或存储，它可以是一个电容器来桥接短期波动，或者更常见的是一个电池。

如果你要使用电池，许多应用程序只是简单地降低复杂性，并一直使用电池，这是大多数情况下这样做的主要原因之一。使用电池的制造商还需要考虑欧盟对电池的从摇篮到坟墓的管理有规定，特别是如果他们使用锂等金属。

能源收集将继续发展，主要由商业领域的物联网应用驱动。随着这种情况的发生，我们将看到该技术转移到工业领域，并减少其对电池存储的依赖。