智能鞋通过运动采集能量

        我们知道，在我们平时运动的时候都会产生能量，其实我们可以通过一些方式，采集我们运动时产生的能量。我们将能量采集技术运用到了一个设计用于传输一个儿童位置的可穿戴式接近传感器上。我们将电路板和发电装置嵌入儿童的鞋中，并让我们的测试对象来回走动50米的距离，来测试能否获得位置数据。首先，根据按照iBeacon标准使用的接收信号强度指示（RSSI），使用智能手机测定射电场强度。然后，用下列公式计算得出智能手机和儿童之间的距离r：

       其中，RSSI是在1米处的接收强度（固定值），而Tx是实际接收强度（测量值）。 我们选择了一个电磁感应型的振动采集设备，从而使测试对象的运动所产生的振动被转化为用于发射无线电波的电能（参见图4）。此外，该设计采用了太阳能电池板，从而使设备能够在通过振动或光照获取能量的条件下操作。通过这种混合设计，即使在儿童不动时，也能够检测到儿童的位置。

图4：入门套件使安装在儿童鞋上的位置传感器由从振动和太阳能资源中采集到的能量来进行供电。

结果显示，该装置成功地经由Bluetooth SmartBeacon将数据传送到智能手机上（参见图5）。仅由儿童走动所产生的振动能来供电，传感器便能够检测和传输儿童的位置。类似该例子的试验有望帮助我们使用由赛普拉斯提供的能量采集技术解决与可穿戴设备相关的电池问题。

图5：在测试中，测试对象走到远离接收器50m的地方然后再返回。距离与时间的关系示出了传感器在光伏和振动能量组合供电（左）或由振动能量单独供电（右）的情况下操作的有效性。

能量采集技术为我们应对可穿戴设备市场的挑战带来了巨大希望。各个领域正在开发包含赛普拉斯电源管理IC的用于能量采集现实生活中的设备。它主要针对用于机对机（M2M）通信等类似应用并且作为工业物联网（IoT）的一部分进行实施的免蓄电池无线传感器终端。开发商和制造商应静观该公司即将发布的全新产品。同样，该公司计划在不久的将来提供专门用于解决可穿戴设备领域电池问题的电源管理IC和低功耗微控制器（MCU）。