超低功耗可穿戴医疗设备的四种能量采集方法
电池供电联网设备的主要挑战之一是自主性 。更大的电池容量、更长的电池寿命 ， 而电池体积却不能增大 ， 诸如此类的需求越来越多 。例如有一些可穿戴设备可能是医疗植入物 ， 这种设备不可能采用笨重的电池 。电池技术正通过利用能量收集来满足这越来越多的需求 。
对于具有较小外形尺寸的设备 ， 例如猛增的物联网(IoT)设备 ， 能量收集具有令人难以想象的优势 。这些小型设备通常只需要很小的电流 ， 从各种来源收集能量可能是一个极具价值的设计要点 。
可穿戴医疗解决方案用于医疗用途的可穿戴设备通常用于检测、存储和传输实时测量的人体重要参数（例如心率、氧饱和度、呼吸速率） ， 以报告某些关键指标的临界超标状况 。根据Frost＆Sullivan发表的"临床和消费者健康中的可穿戴技术"一文中的分析 ， 2020年全球医疗领域的可穿戴设备市场将达到189亿美元 。
能量收集解决方案已被设计为电池的辅助电源 ， 或作为不受能耗限制的可穿戴设备永久使用的独立电源 。但能量收集同时被认为是不可靠的能量来源 ， 因为根据环境条件的变化 ， 能量的可用性会随着时间的推移而显著变化 。因此可以将诸如振动、热或太阳能等能量收集源与可充电电池结合起来使用 。
摩擦电效应摩擦起电是两种不同材料在接触和分离时产生表面电荷的过程 。在其接触过程中 ， 每种材料都会产生一种极性相反的电荷 。近年来 ， 在开发摩擦电能量收集系统方面已经取得了进展 ， 比如摩擦电纳米发电机（TENG） 。这些系统需要的最基本部件包括：至少两层摩擦电材料、它们之间的物理隔离、用于收集电能的电极、以及用来最大化收集效率的调节电路（图1） 。
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