基于能量收集系统的飞机状况监视方案是一种创新的飞机维护技术，它主要依赖声发射检测来定位和监视飞机金属结构中裂缝的产生。飞机状况监视是为避免飞机老化引起的空难事故而定期进行的机身维护检查。过去大型机群的结构疲劳是一个严重的问题，但通过引入更频繁的检查、结构分析和跟踪方法以及使用新理念评估结构完整性，这一问题得以解决。飞机状况监视通常涉及使用传感器、人工智能和先进分析方法进行连续和实时的飞机状况评估。
声发射检测是一种可以方便地诊断合成型飞机结构损坏的先进方法，它通过压电芯片构成的扁平外形检测传感器和光传感器来进行。这些传感器被封装在聚合物薄膜中并牢固地安装到飞机结构体的表面，通过三角定位可以监测结构体的声活动。传感器收集到的数据被捕捉并转换成适合于窄带存储和传输的参数形式，通常通过无线传感器模块来实现，这些模块可以嵌入飞机的机翼或机身等部位。
然而，为这些无线传感器模块提供电源可能相当复杂。因此，能量收集技术的使用，包括热能收集和压电能收集，提供了更为方便和高效的供电方式。在飞机环境中，有很多“免费”的能源，例如热能和振动，这些都可以被用来给传感器供电。
能量收集的基本原理是通过换能器将物理来源产生的电能进行转换。典型的能量收集系统包含四个主要的电路系统方框：能源、能量收集电路、下游电子组件（包括传感器、模数转换器和超低功率微控制器）以及无线收发器。这些方框的设计和性能限制了系统的经济可行性。
其中，能源的来源包括热电发生器或热电堆、机械振动或压力的压电器件，以及光伏器件。热电发生器的核心是热电耦，它由n型和p型半导体材料组成，并通过金属板连接。热电耦在温度变化时产生电压，从而产生电流（席贝克效应），将热量转换成电功率。而压电器件则是利用机械振动或压力变化来产生电能。
能量收集器在设计上存在转换效率低和静态电流大的问题，这些问题导致了系统性能的受损。为了提高能量收集器的性能，需要更先进的技术，例如采用高效率的集成芯片，这样可以减少组件数量，降低静态电流，并提高转换效率。
在实际应用中，为了实现高效的能量收集，需要考虑的因素包括能量收集器的效率、使用材料的性能，以及整体系统的优化。例如，较大的热电发生器可以通过串联更多的P-N节来提高产生的电压，但同时也会增加热电发生器的串联电阻。因此，为了达到最佳的能量收集效果，需要平衡各种因素，设计出既高效又可靠的系统。
