量測無線感應器節點應用中的超低功耗

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量測無線感應器節點應用中的超低功耗

各種唯一可識別的嵌入式裝置 (通常稱為IoT 智慧型裝置和感應器) 的互相連通將會是網際網路或物聯網 (IoT) 的未來發展趨勢。大量的感應器節點安裝在各個感興趣的區域中,且每個節點皆具備感應和無線通訊的功能,進而建構成無線感應器網路。數十億的智慧型感應器會透過各種應用將資料推動至物聯網,包括家庭安全防護系統、照明和HVAC 控制、公用設施監測、工業控制和自動化、橋樑與鐵路和交通號誌監控,以及其他各種基礎設施和環境的用途。儘管在應用中的差異極大,但這些感應器節點共用架構卻與無線IoT 智慧型裝置類似,例如用於醫療、健康和健身領域的裝置。

所有感應器節點設計中最常見的挑戰之一即是電源管理。無線感應器節點常會放置在難以接觸的位置,不方便或不可能從主電源輸出電源。設計人員需仔細檢查與無線感應器節點的微控制器 (MCU) 和收發器的不同運作狀態相關聯的功率消耗。在典型的感應器節點應用中,節點在感應器資料擷取及無線傳輸的活動高峰期之間可能會處於長時間的閒置狀態。換言之,功率曲線包括啟動峰值 (在最大發射或接收功率時的數十毫安培) 和長閒置週期 (在靜態電流時低至數十毫微安培)。

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