利用动能采集器实现能量正收益的感知

传统的运动情境检测系统依赖电池为运动传感器采样提供所需能量。然而，电池容量有限，一旦耗尽便需更换或充电。动能采集（KEH）可将环境运动和振动转换为可用电能，并能使运动传感器实现无电池、免维护运行。KEH换能器的信号与底层运动相关，因此可直接用于情境检测，通过省略加速度计节省空间、成本和能量。先前工作使用开路或电容电压进行感知，而未利用采集的能量为负载供电。本文中，我们提出使用KEH电路中的其他感知点，这些点提供信息丰富的感知信号，同时采集器的能量用于为负载供电。我们系统分析了不同KEH架构中可用的多种感知信号，并在运输模式检测案例研究中比较其性能。为此，我们开发了四个硬件原型，开展了广泛的测量活动，并利用数据训练和评估不同分类器。我们表明，感知换能器的采集电流信号可实现能量正收益，其提供的功率高达信号采集所消耗功率的十倍，同时对大多数所考虑运输模式提供与加速度计信号相当的检测精度。