電機(jī)溫度監(jiān)測系統(tǒng)低功耗無線節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)

3．2 模塊系統(tǒng)軟件調(diào)試
本設(shè)計(jì)方案采用NXP免費(fèi)提供的LPCXpresso類eclipse編程環(huán)境，利用NXP提供的Cortex—M0內(nèi)核中SPI和GPIO控制相關(guān)驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)SPI和GPIO分別與Si4432和DSl8820的數(shù)據(jù)傳輸，PC利用LPC—Link仿真器和Cortex-Debug接口，對LPC1114實(shí)現(xiàn)ISP調(diào)試模式，大大提高了開發(fā)效率。

4 模塊指標(biāo)測試與耗能分析
本模塊方案已經(jīng)應(yīng)用于貨車軸溫測量系統(tǒng)中，達(dá)到了本方案的設(shè)計(jì)要求。通過頻譜儀對模塊的射頻指標(biāo)做了測試，圖6為頻譜儀觀察到的模塊發(fā)射信號在中心頻率為410 MHz的頻譜圖，Si4432的發(fā)射功率最高達(dá)10 dBm，接收靈敏度可達(dá)-110 dBm，在空曠地帶通信距離可達(dá)2 km，傳輸速率為達(dá)100 Kb／s(或以上)時，誤碼率低于0．075％，可以滿足大部分無線數(shù)據(jù)傳輸性能要求。

由于系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)均用電池供電，安裝到現(xiàn)場后往往不允許頻繁更換電池，所以系統(tǒng)對節(jié)能要求很高。從硬件的角度來看，耗電的主體是MCU和射頻芯片，而MCU和射頻芯片都有工作模式和睡眠模式，在睡眠模式時，它們的耗電是很少的，所以要節(jié)能，就應(yīng)該讓CPU和射頻芯片工作在睡眠模式中，結(jié)合系統(tǒng)電源管理軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模塊的最大限度節(jié)能，具體數(shù)據(jù)如下：LPC1114工作模式(3．3 V電壓)下電流為220μA，在Sleep模式下電流為6μA。射頻芯片Si4432發(fā)射電流為85 mA，接收電流為18．5 mA，power-saving模式電流為1μA。按照節(jié)點(diǎn)平均工作水平，并按照最低周期來計(jì)算，節(jié)點(diǎn)工作時間和休眠時間都是17 s。這樣，34 s最短周期內(nèi)，節(jié)點(diǎn)消耗電流為：
8．4×(0．22+18．5+0．002+0．001)+1．7×0．04×85+25．6×(0．006+0．001)=163 mA
那么本模塊中的16 A·h的電池能維持135．3天，實(shí)現(xiàn)了降低模塊能耗的目的。

5 結(jié)語
本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種低功耗、低成本、穩(wěn)定可靠的無線溫度檢測系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備方案，在整個系統(tǒng)測試中，本模塊各方面性能達(dá)到了理想效果，需要進(jìn)一步解決設(shè)備在電機(jī)設(shè)備中的安裝固定、電機(jī)高速轉(zhuǎn)動對無線模塊的電磁干擾問題。