基于一种免电池的传感器节点设计

能量采集方案:Zigbee Green Power开关

Zigbee Green Power 基于IEEE 802.15.4 规范,针对通过能量采集实现免电池的自供电设备。安森美半导体的Zigbee Green Power能量采集开关方案含1个能量采集开关、1个基于NCS36510的Zigbee Green Power模块和Zigbee3.0 GP协议栈,优势包括:免电池免维护,具成本优势,远距离联接,安装简单,兼容商用产品,本地Mesh。NCS36510是超低功耗的SoC射频收发器,接收功耗和发送功耗分别低至6.7 mW和6.0 mW。该方案的典型应用如照明控制、自动开门/窗等。

RFID技术

射频识别(RFID)标签利用天线提供的功率为芯片供电,并以数据形式发送返回信号。这数据可能是解锁车门的指令、独一无二的ID、传感器的检测数据如温度。RFID读取范围为高频10 cm,无源超高频(UHF)约10 m (因读卡器功率、天线设计、标签设计、方向不同而有所不同),有源UHF约100 m。安森美半导体的智能无源无线传感器是免电池的RFID传感器,提供温度监测、距离检测、漏水检测和液位检测,能同时读取几百个标签,极具成本优势,即剥即贴即读,易于采集运行数据以分析和采取行动,实现快速部署,无需维护,适用于具挑战性的环境如墙后、移动物体等,读卡器可装在固定的天花板、门、桌、架子或移动的手持设备、机器人、无人机,用例包括会议室分时段的占位检测、办公室温度监测、空气质量监测、资产管理、仓库漏水检测、工厂电机温度/振动监测、电气开关装置监测等等。

基于一种免电池的传感器节点设计

智能系统级电源管理实现10年电池使用寿命

物联网节点有两种典型的工作模式:有源模式和低功耗模式。在大多数用例中,设备处于有源模式的时间百分比(称为占空比)很小,99%的时间都处于空闲或低功耗模式,仅需电池提供极低功率。因此,充分利用物联网节点的双模式特性,采用睡眠占空比技术,最小化有源模式的时间,尽可能延长低功耗模式的时间,可显著降低系统功耗,有助于延长电池使用寿命。

采用低静态电流的低压降稳压器(LDO),用于低占空比物联网应用,有助于实现10年电池使用寿命。如安森美半导体的双模式50 nA LDO NCP171,提供有源模式下达80 mA的电流,和低功耗模式下低至50 nA的静态电流。NCP171创新的双模式结构在有源模式下具有可靠的射频传输所需的出色的噪声和动态性能,以及精确传感所需的极低噪声性能,同时提供低功耗模式下的超低Iq以延长电池使用寿命。这两种LDO模式可通过切换专用ECO引脚来选择。NCP171还可在切换到低功耗模式时内置电压偏移,以进一步降低系统功耗,从50 mV到200 mV不等。而且,与传统降压稳压器相比,由于器件数更少,占位更小,因而降低总成本。