物联网无线传感器节点设计

发布时间:2022-01-11 阅读量:684 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

无线传感器节点(WSN)在促进物联网(IoT)发展方面发挥着关键作用。WSN的优点在于,它的功耗极低,尺寸极小,安装简便。对很多物联网的应用而言,譬如安装在室外的应用,WSN可使用太阳能供电。当室内有光,系统就由太阳光供电,同时为微小纽扣电池或超级电容器充电,以在没有光的情况下为系统供电。


在一般情况下,无线传感器节点是以传感器为基础的设备,负责监测温度、湿度或压力等环境。节点从任何类型的传感器收集数据,然后以无线方式传递数据到控制单位,譬如计算机或移动设备,并在此处理、评估数据,并采取行动。理想情况下,节点可以由能量收集机制获得作业电源,成为独立运作的设备。从一般意义上讲,能量收集的过程是捕捉并转换来自光、振动,或热等来源的微量能量为电能的过程。


物联网无线传感器节点设计

能量收集系统设计示例


图中显示了能量收集系统的框图。能量是由能量收集系统(如太阳能板)收集,并由电源管理集成电路(PMIC)转换成稳定的能量,再使用低漏、低阻抗的电容器储存。这些能源能供给传感器接口负载(譬如微控制器MCU),用来无线传输传感器数据。本图中,能量收集系统(EHS)是无线传感器节点。


物联网无线传感器节点设计

无线传感器节点系统示例


图中显示了无线传感器节点的框图。在这里,已处理的传感器数据会透过低功耗蓝牙(BLE)以无线方式传输。BLE是用于短距离、低功耗无线应用的标准,应用于通信状态或控制信息。BLE在2.4GHzISM频带及二进制频移键控(GFSK)调制下运作,支持1Mbps的数据速率。


而电源管理芯片(PMIC)是用来稳定能量收集设备所收集的能量,并需要支持其本身的超低功耗的运行。打个比方,赛普拉斯S6AE103APMIC器件的电流消耗低至280nA,启动功率为1.2uW(见图3)。因此,在约100lx的低亮度的环境中,依然可以从紧凑型太阳能面板获得少量的能量。


物联网无线传感器节点设计

用于能量收集的S6AE103APMIC器件框图



推荐阅读:

物联网的应用场景

射频传感器节点(物)在6LoWPAN网络内

意法半导体的无线网桥解决方案

大规模物联网的数据安全

IoT网关的设计阐述

相关资讯
核心对比!无源晶振与有源晶振在结构和工作原理的本质区别

无源晶振与有源晶振是电子系统中两种根本性的时钟元件,其核心区别在于是否内置振荡电路。晶振结构上的本质差异,直接决定了两者在应用场景、设计复杂度和成本上的不同。

温度稳定性对RTC晶振的计时误差影响与分析

RTC(实时时钟)电路广泛采用音叉型32.768kHz晶振作为时基源,但其频率稳定性对温度变化极为敏感。温度偏离常温基准(通常为25℃)时,频率会产生显著漂移,且偏离越远漂移越大。

从参数到实践!剖析有源晶振的频率稳定度、老化率及正确接线方案

有源晶振作为晶振的核心类别,凭借其内部集成振荡电路的独特设计,无需依赖外部电路即可独立工作,在电子设备中扮演着关键角色。本文将系统解析有源晶振的核心参数、电路设计及引脚接法,重点阐述其频率稳定度、老化率等关键指标,并结合实际电路图与引脚定义,帮助大家全面掌握有源晶振的应用要点,避免因接线错误导致器件失效。

如何对抗晶振老化?深入生产工艺与终端应用的防老化指南

晶振老化是影响其长期频率稳定性的核心因素,主要表现为输出频率随时间的缓慢漂移。无论是晶体谐振器还是晶体振荡器,在生产过程中均需经过针对性的防老化处理,但二者的工艺路径与耗时存在显著差异。

无源晶振YSX321SL应用于高精度HUD平视显示系统YXC3225

在现代汽车行业中,HUD平视显示系统正日益成为驾驶员的得力助手,为驾驶员提供实时导航、车辆信息和警示等功能,使驾驶更加安全和便捷。在HUD平视显示系统中,高精度的晶振是确保系统稳定运行的关键要素。YSX321SL是一款优质的3225无源晶振,拥有多项卓越特性,使其成为HUD平视显示系统的首选。