【应用】芯科无线传感器节点解决方案适用于物联网想电池供电，最大限度地延长电池充分感知环境的时间

时间： 2021-10-27 来源：Silicon Labs

技术问答

物联网 (IoT) 正在逐渐将现实世界的“模拟”事件转变为联网的动作和反应，连接的物联网节点监控模拟事件，当出现需要报告的事件时，就会将它们通过互联网转换到云中，从而使得应用程序能够对其进行处理。

最卓越的一类物联网应用使用电池供电传感器，被放置在没有电线的区域来监控事件并与物联网网络进行无线通信。在大多数情况下，这些无线传感器始终在线，并通过电池供电的，其支持无线协议、MCU和至少一个模拟传感器。

而对于该传感器而言，其挑战在于如何最大限度地延长产品在单节电池或充电后能够充分感知环境的时间。

将这个挑战进行分解：

• 根据应用程序的要求充分感知环境；

• 使用尽可能少的能量完成任何所需的传感器测量；

• 尽可能保持“定期需要”的 MCU 外设和 CPU 内核处于休眠状态。

此类应用中的许多典型MCU会唤醒MCU内核和各种外设以进行传感器测量（图 1）。当有事件需要报告时，例如开门，MCU会进行报告，然后返回到其占空比进程。这会消耗大量能量并且不会最大限度地延长电池寿命，因为“整个 MCU”正在运行，包括许多外设和不需要的核心处理器。事实上，这种方法很可能会导致糟糕的客户体验。客户将设备置于他们的环境中，将其设置在网络上并启用它，但几个月后它却因性能不佳而挂掉，因为不能很好地管理电池电量。

图2 每次测量期间 CPU 轮询和活动的高能耗

而SILICON LABS（芯科）的适用于物联网理想电池供电的无线传感器节点解决方案将解决上述挑战，它将最大限度地延长产品在一次电池充电后能够充分感知环境的时间。考虑到这一点，电池供电的物联网传感器设备将提供：

• 用于传感器管理和测量的自主节能系统；

• 每个传感器可单独配置的传感器输入/输出、阈值和配置；

• 低功耗、可配置的逻辑引擎，仅在绝对需要时才唤醒 MCU；

• 低功耗内存可缓冲多项测量并延长CPU唤醒之间的时间；

• 低功耗无线。

由于许多传感器系统在各种环境条件下实施，因此它们必须能够在温度、湿度、电源电压、磁导率和电导率等参数不断变化的情况下可靠运行。借助 LESENSE 的缓冲能力，CPU 可以在唤醒时根据多个读数重新校准自身。这避免了条件变化时的多次重复校准事件，进一步节省能源并为系统校准提供更大的样本集。

LESENSE使Gecko MCU和无线MCU能够监控电阻、电容、电感（和IR）传感器，同时将耗电的内核和大部分MCU保持在深度睡眠模式。LESENSE可以使用不到1μA监控多达16个传感器，并提供可配置的阈值、用于缓冲多个事件的可用RAM以及用于可配置唤醒中断的状态机。

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