可穿戴设备的主要困难之一是如何为电子设备提供足够的能量，使其在合理的时间内运行，同时又不会使电池太大或设备太笨重。在理想的情况下，用户根本不需要为他们的可穿戴设备充电。但考虑到今天的可穿戴设备，即使是将电池寿命延长几天也将是一个巨大的进步。
能量收集这个术语总结了几种不同的方法，这些方法可能会让我们更接近这样一个理想的世界。新的可穿戴设备可以从周围的光、热或振动中产生所需的能量，而不是用某种电缆为可穿戴设备充电。这听起来可能像科幻小说，但可收集能量的可穿戴设备已经存在多年了。自动手表转换手臂运动的能量已经有一段时间了，精工(Seiko)甚至发明了一种电磁发电机，通过佩戴者的身体运动为石英手表提供动力。
对于今天这个严重依赖传感器、计算能力和通信技术的可穿戴设备时代来说，简单的能源方法已经不够了。然而，一系列正在兴起的新技术可以使设备更加独立于电源插座。当涉及到可穿戴设备的能量收集时，科学界和工业界目前主要关注以下技术:
太阳能电池不仅在屋顶或大型太阳能公园有意义，很快更小的版本就可以为可穿戴设备提供足够的能量。不需要电池就能工作的太阳能手表已经问世多年了能源仿生学最近发明了一种手表，它可以产生足够的能量来为你的手机或其他设备充电。可穿戴设备上的太阳能电池存在的一个问题是，它们只有在直接暴露在光线下才能工作，一旦被遮盖起来(比如套在袖子下面)，它们就会停止产生能量。然而，这使得太阳能收集成为智能布料的一个有趣选择，柔性电池可以直接编织到纺织品中。传统的太阳能电池是用来吸收阳光的，比现代工作环境中的室内光源要亮得多。为了解决这个问题，人们正在开发太阳能电池的新材料，这些材料能够在室内产生能量，而且效率要高得多。
热电收获利用一种叫做塞贝克效应的物理原理将热量转化为电能。珀尔帖元件是一对半导体，当温度梯度发生时，即当一侧比另一侧更热时，它们就会产生电流。对于可穿戴设备来说，不断散发热量的人体可能被用作等式的热一侧，而周围环境可以构成热电收集所需的较冷一侧。能产生的能量取决于高温和低温之间的δ值。珀尔蒂尔元件可以提供相当高的能量，这使得它们对于直接接触皮肤和高能量需求的设备非常有趣。热电收集的主要好处之一是，无论在室内还是室外，无论白天还是晚上，能量总是可用的。
压电收获将机械能从振动或冲击转化为电能。在压电元件中，只要受到机械力的作用，压电效应就会产生小电流。为了在可穿戴设备中收集能量，压电元件通常被设计成在走路、呼吸或移动手时产生振动来产生能量。压电收集产生的能量相对较少，这限制了该技术在低功率需求和持续运动的身体区域的应用。科学家们还在研究聚合物压电纤维，这种纤维灵活、坚固、透气，可以集成到纺织品中，从而实现一系列全新的健康监测和其他应用。
优化可穿戴设备的能量存储和消耗
当谈到可以用更少的能量运行或完全不充电的新型可穿戴设备时，能量收集只是故事的一方面。储存能量是另一个有很大改进空间的领域——在这方面，超级电容器和石墨烯显示出很大的潜力。今天的神奇材料石墨烯可能会显著提高电池和电容器的效率，从而提高可穿戴设备的整体性能。和结构电容器可能会将外壳和其他可穿戴组件转变为能量存储，从而减少单独电池所需的空间。
另一种提高电池寿命或完全独立于充电的方法是减少运行传感器、芯片和通信系统所需的能量。虽然智能手机的成功为移动设备、活动追踪器、智能手表和其他智能设备带来了功能强大且节能的处理器，但可穿戴设备的处理器对计算能力和能源供应的需求通常要低得多。英特尔(Intel)等大型芯片组供应商正致力于解决这一问题，将处理器、内存和通信集成到一个芯片中，这将减少大多数公司常规配置中常见的能量损失。
选择最有效的网络技术可以提供额外的机会来减少能源消耗。因此，可穿戴设备可能很快就会同时配备几种不同的无线技术，如LTE、WiFi和蓝牙，以便能够根据给定的情况选择最节能和最容易获得的解决方案。展望未来，在不同的身体部位佩戴一系列传感器和设备，提高所谓的“身体区域网络”内的通信效率，为节能提供了巨大的机会。EnOcean等公司已经开发了优化的协议，与IPv6格式相比，允许更短的数据电报，从而在相同数量的信息下显著降低功耗。
所有这些不同的改进都可用于提供真正的自供电可穿戴设备，或提高由于传感、处理或显示信息的复杂系统而具有高能量需求的可穿戴设备的性能。与感应充电的无线能源供应相结合，消费者可能很快就会体验到可穿戴设备维护方面的显著改善，反过来，这将推动可穿戴技术进入更广阔的市场。betway体育开户创新能源解决方案也将成为即将到来的展会的重点领域之一betway体育开户可穿戴技术大会7月8日和9日在旧金山举行。一定要查看会议日程，找机会与可穿戴技术行业的领军人物取得联系。betway体育开户
