【应用】Silicon Labs无线SoC芯片EFR32FG23用于工业无线传感器，RX电流低至3.7mA

时间： 2021-11-27 来源：世强

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在工业应用中需要用到许多的传感器，例如温湿度传感器、振动传感器、压力传感器、位移传感器、气体传感器等。传统的工业有线传感器由于布线麻烦、成本高、灵活性差等原因，正在逐步被工业无线传感器替代。工业无线传感器使用RF来传输数据，免布线、成本低、安装方便，在工业应用的需求呈现高速增长的态势。

SILICON LABS的EFR32FG23芯片应用于工业无线传感器的原理框图大致如下，主要由EFR32FG23无线SoC芯片、传感器、按键、指示灯、RF匹配电路、天线、晶振和电池等组成。EFR32FG23芯片负责采集和处理传感器的数据并通过RF将无线数据发送出去。

下面介绍Silicon Labs的EFR32FG23无线SoC芯片在工业无线传感器应用的主要优势：

1、抗干扰能力强

有些工业环境中存在着很多干扰到无线通信的因素，在这种环境中需要使用抗干扰能力强的无线方案来通信，除了使用LoRa通信之外，还可以使用DSSS（直接序列扩频）来通信。EFR32FG23无线SoC芯片支持O-QPSK DSSS调制类型，抗干扰能力强。DSSS 是一种增加传输信号带宽的技术，从而降低其功率谱密度。这对接收方也有好处，因为鲁棒性（对干扰信号的免疫力）显着提高。工业无线传感器使用EFR32FG23无线SoC芯片的DSSS调制，可以更好的防止由于受到环境干扰导致无法发送数据或者丢包的问题。

2、功耗低

EFR32FG23无线SoC芯片在915MHz (4.8 kbps O-QPSK)的RX电流仅为3.8mA，在14dBm（915MHz）发射功率的TX电流只有25mA，EM2睡眠电流 (16 kB RAM retention and RTC running from LFRCO)只有1.2μA ，在39.0MHz主频的活跃模式 (EM0)电流只有26μA/MHz 。EFR32FG23无线SoC芯片的RX电流、内核运行电流、休眠电流都是很低的，可以让使用干电池的工业无线传感器工作数年的时间。

3、成本低

EFR32FG23无线SoC芯片内置了32-bit ARM Cortex-M33的MCU内核，芯片还内置了UART、SPI、I2C、ADC、TIMER等外设，可以轻松对接各种类型的传感器，一颗EFR32FG23芯片就可以完成传感器数据采集、处理和无线发送数据等功能，节省了外部MCU的成本；EFR32FG23芯片的晶圆采用40纳米的工艺，进一步降低了芯片的成本；

EFR32FG23芯片的RF匹配电路非常简单，只需要几个电感和电容，不需要使用巴伦芯片，大大减少了元器件成本和PCB成本。

EFR32FG23无线SoC芯片的数据手册：EFR32FG23 Wireless SoC Family DataSheet ，在工业无线传感器应用中建议选择最大发射功率+20dBm、中安全级别的EFR32FG23A020F256GM40-B芯片，或者最大发射功率+14dBm、中安全级别的EFR32FG23A010F256GM40-B芯片。EFR32FG23无线SoC芯片的型号丰富，在应用中可以根据实际需要的发射功率、Flash、RAM、安全级别、GPIO、工作温度等选择合适的型号。