2011年5月, Silicon Laboratories 推出業(yè)界最節(jié)能的采用太陽能收集系統(tǒng)供電的無線傳感器節(jié)點解決方案。這項新的參考設(shè)計使開發(fā)人員能實現(xiàn)自維持的、超低功耗的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),適用于家居和樓宇自動化、安全系統(tǒng)、工業(yè)控制應(yīng)用、醫(yī)療監(jiān)視裝置、財產(chǎn)跟蹤系統(tǒng)以及基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)監(jiān)視系統(tǒng)。
近十年來,能量收集裝置的市場保持著指數(shù)級增長。 IDTechEx預(yù)測到2019年將有超過100億的能量收集裝置推向市場 – 這是2009年5億出貨量的20倍。雖然采用能量收集系統(tǒng)供電已經(jīng)存在多年,但是在以超低功耗實現(xiàn)無線感應(yīng)節(jié)點上,開發(fā)人員仍面臨許多挑戰(zhàn)。Silicon Labs公司通過創(chuàng)建基于其Si10xx無線微控制器(MCU)產(chǎn)品系列的無線能量收集系統(tǒng)克服了這些設(shè)計挑戰(zhàn)。該設(shè)計方案是業(yè)內(nèi)最節(jié)能的單芯片MCU和無線收發(fā)器解決方案,能夠以超低功耗實現(xiàn)控制和無線界面功能。
Silicon Labs公司完整的能量收集參考設(shè)計包括無線網(wǎng)絡(luò)和USB軟件,以及完整的RF布局、物料清單(BOM)、原理圖和Gerber文件的電路設(shè)計。該設(shè)計由三個部分組成:
? 一個太陽能供電的無線傳感器節(jié)點,用于測量溫度、亮度和充電量。使用一顆Si10xx無線MCU來控制傳感器系統(tǒng)和無線傳輸數(shù)據(jù),一塊薄膜電池用于儲存收集的能量。
? 一個無線USB適配器,用于連接傳感器節(jié)點到PC端以顯示感測數(shù)據(jù);該適配器由Silicon Labs公司的Si4431 EZRadioPRO?收發(fā)器和運行USB-HID類軟件和EZMac?無線協(xié)議棧軟件的MCU組成。
? 一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖形用戶界面(GUI),用于顯示多達(dá)四個傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)。
能量收集參考設(shè)計中使用的薄膜電池具有0.7mAh的容量,在日光直射下,電池僅需2個小時即可充滿電;而在休眠模式下,無線傳感器節(jié)點能維持供電7,000小時。若無線系統(tǒng)不間斷發(fā)射,可持續(xù)供電3個小時,然而薄膜電池會不斷的自行充電,維持一定電量以避免完全斷電。
|