8、物联网传感器、通信及信息理论解析

物联网传感器、通信及信息理论解析

1. 电源系统

在物联网部署中，选择合适的电源至关重要。以下为你介绍几种常见的电源类型及其特点。

1.1 超级电容与锂电池

超级电容在预测剩余供电时间方面比锂电池更具优势。它可通过随时间变化的端电压来预测剩余能量，而锂电池从充满电到放电的能量曲线较为平坦，难以准确估计剩余时间。不过，超级电容的电压曲线会随时间变化，因此需要DC - DC转换器来补偿电压的大幅变化。

超级电容和锂电池的主要问题分别是漏电流和成本。一般来说，超级电容常与普通电池结合使用，为系统提供瞬时功率，如电动汽车加速时；而电池则提供持续的运行功率。

下面是超级电容和锂电池各项性能的对比表格：
| 类别 | 锂电池 | 超级电容 |
| ---- | ---- | ---- |
| 能量密度 | 200 Wh/kg | 8 - 10 Wh/kg |
| 充放电循环 | 100 - 1000次循环后容量下降 | 几乎无限次 |
| 充放电时间 | 1 - 10小时 | 毫秒到秒 |
| 工作温度 | -20°C 到 +65°C | -40°C 到 +85°C |
| 工作电压 | 1.2 V 到 4.2 V | 1 V 到 3 V |
| 功率输出 | 随时间恒定电压 | 线性或指数衰减 |
| 充电速率 | （非常慢）40 C/x | （非常快）1500 C/x |
| 使用寿命 | 0.5 - 5年 | 5 - 20年 |
| 外形尺寸 | 非常小 | 大 |
| 成本（$/kWh） | 低（$250 - $1000）