無(wú)線傳感器原理及功能實(shí)現(xiàn)

1、無(wú)線傳感器原理及功能實(shí)現(xiàn)南京盛億科技有限公司2015年南京下圖是我公司SWSNT2的無(wú)線溫度傳感器，它可以在7200mAh的內(nèi)置電池1秒的采樣間隔的情況下，電池連續(xù)使用1年以上。如果5秒采樣一次，電池使用壽命就有5年以上了，而且距離是空曠1000米。我覺(jué)得在很多文章里面理論的東西太多，實(shí)際上在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)供應(yīng)的時(shí)候，由于受很多硬件條件的限制，怎么樣在這個(gè)限制下將產(chǎn)品做好是不完全一樣的。一、超低功耗如何實(shí)現(xiàn)我們知道原來(lái)的傳感器都是模擬電路，這

2、個(gè)測(cè)量都是連續(xù)而且高功耗的，隨著數(shù)字電路的興起，我們所有的采樣都已經(jīng)是離散型，但是為了盡可能的保留被測(cè)參數(shù)的原始特性，我們的采樣速率都很高，從最少的每秒幾十次到幾十兆次。但我們知道，在實(shí)際應(yīng)用中很多參數(shù)我們只需要每秒采樣一次甚至每分鐘采樣一次就可以，只要這個(gè)采樣是精確可靠的。那么我們的低功耗的實(shí)現(xiàn)方法就出現(xiàn)了，我們可以只使用1%不到的時(shí)間來(lái)工作，其它的時(shí)間都讓整個(gè)系統(tǒng)包括采樣電路處于超低功耗的待機(jī)狀態(tài)，對(duì)無(wú)線的部分的控制也是這樣的，即無(wú)

3、線部分的工作時(shí)間也是嚴(yán)格控制不要超過(guò)1%，這樣整個(gè)系統(tǒng)的功耗就可以呈現(xiàn)數(shù)量級(jí)的降低。二、采樣傳感器的選擇下圖顯示的是我公司SWSNP2型無(wú)線壓力變送器的圖片，傳感器是擴(kuò)散硅為主。我們知道壓力變送器的傳感器種類也很多，常見(jiàn)的有擴(kuò)散硅和電容式的，但是我們?cè)陂_(kāi)發(fā)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，電容式的要做成低功耗相對(duì)困難一些，這個(gè)要實(shí)現(xiàn)采樣的低功作為教學(xué)的一部分也無(wú)可厚非，但是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并不完善，而且實(shí)用性不夠，這也逼迫我們開(kāi)發(fā)自有的無(wú)線傳感協(xié)議。五、工業(yè)無(wú)線傳感

4、器的痛苦道路在工業(yè)無(wú)線傳感器領(lǐng)域，有個(gè)公司不得不提，那就是愛(ài)默生公司，著名的Hart協(xié)議產(chǎn)品的供應(yīng)商，也是世界上最著名的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品供應(yīng)商，他們有一個(gè)自有協(xié)議的WirelessHart協(xié)議的工業(yè)無(wú)線傳感器系列產(chǎn)品，和zigbee協(xié)議產(chǎn)品類似，過(guò)于短的無(wú)中繼通信距離，是一個(gè)跨越不了的技術(shù)短板。不論是zigbee協(xié)議還是WirelessHart協(xié)議產(chǎn)品，空曠200多米，有障礙環(huán)境20米不到，將使施工和應(yīng)用變得異常艱難。所以我們被迫研發(fā)自有

5、的SWSN協(xié)議，將無(wú)中繼距離擴(kuò)展5倍，同時(shí)功耗卻更低。這個(gè)過(guò)程由于異常困難，整個(gè)歷程是充滿艱辛和痛苦的。涉及到衛(wèi)星通信技術(shù)的人都知道，使用一些特殊的編碼，比如前向糾錯(cuò)編碼，能在功率相同的情況下，大大提高通信的有效距離，這個(gè)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用上必將起到不可忽視的作用，因?yàn)椋偷墓?，更遠(yuǎn)的無(wú)中繼通信距離，永遠(yuǎn)是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心問(wèn)題，徹底的解決了這個(gè)問(wèn)題，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模推廣才能成為可能。六、無(wú)線傳感器的網(wǎng)絡(luò)組織核心在

6、zigbee的網(wǎng)絡(luò)中，有終端節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和中心協(xié)調(diào)器三個(gè)設(shè)備組成，但是我們?cè)谧鲎杂械腟WSN協(xié)議的時(shí)候，力圖使這個(gè)過(guò)程變得簡(jiǎn)單，同時(shí)是分布式的，所以我們將中繼、路由和協(xié)調(diào)功能集成到了我們自有的路由器中，實(shí)現(xiàn)了5跳的網(wǎng)絡(luò)布局，在我們看來(lái)，大部分情況下3跳網(wǎng)絡(luò)就是可以滿足要求的，跳數(shù)越多，意味著越多的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和越低的數(shù)據(jù)傳輸可靠性，這個(gè)不以人的意愿為轉(zhuǎn)移的。七、低功耗的綜合處理在無(wú)線傳感器中，有很多廠商采用自己的低功耗采樣電路獨(dú)立的無(wú)線傳