发布时间：2022-01-11 阅读量：1039 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
让我们考虑一下设计无线传感器节点所涉及的步骤：
第1步：选择硬件：
在硬件方面，你需要适当的传感器，一个最终能用能量收集设备供电的MCU，以及PMIC。你可能需要额外的无源组件，视设计而定。
传感器可以是模拟或数字传感器。现今市面上很多传感器是使用基于集成电路总线(I2C)、串行外设接口(SPI)或异步收发传输器(UART)界面为标准的数字传感器。功耗极低的传感器在市面上亦有售。为了保持设备低成本和小型化，配有集成BLE的MCU能够简化设计，并缩短推出市场的时间。为了进一步加快设计，许多厂商都使用高度集成，完全通过认证的可编程模块，例如赛普拉斯EZ-BLEModules。模块由一个主要MCU、两个晶体、芯片或板载天线、外壳及无源组件组成。由于这些模块已经拥有必须的BLE认证，产品可以快速推出市场。
BLE模块示例：太阳能供能的低功耗蓝牙传感器信标CYALKIT-E02
第2步：设计固件和估计功耗
选择了可编程的MCU后，下一步就是编写适当的固件。固件需要具备的基本功能是收集传感器数据的接口，用无线传送数据的BLE组件或堆栈，和能够负责固件处理的CPU。
由于超低耗运作是关键，电流消耗总和需要由一开始纳入考虑。总能量消耗是传感器所消耗的能量及MCU所消耗的能量总和。由于传感器通常不会消耗太多的总能量，其重点应该放在如何将MCU所消耗的能量减至最低。在优化电流之前，要考虑在MCU内在消耗能量的三个主要的组件：CPU、传感器接口模块(如I2C、SPI等)和BLE子系统。这里，当无线电收音机开动(例如BLETx及Rx)，能量的主要消费者会是BLE电收音机。
嵌入式MCU提供各种低功耗模式，以减少电流消耗。固件设计人员需要考虑这些低功耗模式和设计代码，这样，平均电流的消耗就能减至最低。例如，传感数据并不是瞬速变更的，固件需要间中扫瞄传感数据(例如每隔5至10秒钟，时间间隔视乎传感器而定)。传感器的已读数据通过BLE，以无线方式传输。
就BLE固件而言，传感器可以连同BLE广播包将数据发送。我们建议不要连同广播包转送太多其他数据，因为这样会进一步增加电流。在广播间隔与传感器扫描间隔之间，MCU需进入低功耗模式，譬如是「休眠功能」。
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在任何数字电子系统中，时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致，其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度，并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同，分为温度补偿晶振（TCXO）、压控晶振（VCXO）、恒温晶振（OCXO）。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡，需要根据具体应用场景，对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理，从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时，分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键，通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低，输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路，其核心功能是提供精准、稳定的时间信息（包括秒、分、时、日、月、周、年），并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时，从而确保时间持续不间断。
