面向物联网应用的能量收集硬件设计
硬件体系结构
2023-06-22 v1
摘要
物联网（IoT）设备正迅速扩展至诸多领域，包括深矿、太空、工业环境与健康监测系统。大多数传感器与执行器由电池供电，而这些电池寿命有限。维护与更换大量电池增加了物联网系统的维护成本并造成巨大的环境破坏。能量收集设备（EHD）是这些电池供电物联网设备的替代且有前景的方案。这些 EHD 从环境中收集能量并用于日常计算，如采集与处理来自传感器和执行器的数据。在物联网中使用 EHD 可降低总体维护成本并使系统能量自给。然而，这些 EHD 的能量供给不可预测，导致频繁断电。此类设备大多采用易失性存储器作为存储单元，意味着在频繁断电期间所有采集数据与设备决策均会丢失，带来两类潜在开销。其一，物联网设备须在恢复供电后从头执行应用；其二，设备可能因考虑不完整数据（即数据不一致问题）而做出错误决策。为应对这两类挑战，需要一种能在断电时备份采集数据并在后续计算中恢复的计算模型；此类计算被定义为间歇计算。然而，该计算模型无法与传统处理器或存储器协同工作。设计支持间歇计算的无电池物联网设备需要非易失性存储器与处理器。
引用
@article{arxiv.2306.12019,
title = {Design of Energy Harvesting based Hardware for IoT Applications},
author = {Satyajaswanth Badri and Mukesh Saini and Neeraj Goel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.12019},
year = {2023}
}