設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：無線網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)應(yīng)用中實現(xiàn)長電池可以使用壽命的方法

隨著物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 的不斷延伸，對于無線傳感器節(jié)點的需求也在不斷地增長。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計量工具。無線振動傳感器基于無線技術(shù)的機器狀態(tài)監(jiān)測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態(tài)報警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場設(shè)備運行和維護人員監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證設(shè)備正?？煽窟\行。設(shè)備故障診斷系統(tǒng)具有緩變信號（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、流量等）與動態(tài)信號（如振動信號）的數(shù)據(jù)融合處理功能；具有黑匣子記錄功能；系統(tǒng)滿足車輛振動沖擊環(huán)境下的使用要求。在IoT網(wǎng)絡(luò)中集成了很多不同的傳感器類型：溫度、濕度、壓力和環(huán)境光，不勝枚舉。隨著在IoT網(wǎng)絡(luò)中增加感測功能的需要不斷增加，傳感器節(jié)點的電池使用壽命也變得越來越重要。此外，這個參考設(shè)計中使用的無線MCU和濕度傳感器功耗極低，從而將接通狀態(tài)下的平均電流減少到5mA以下。由于傳感器測量和無線數(shù)據(jù)傳送只需大約30ms的時間即可完成，在每分鐘測量一次時，據(jù)估算，整個系統(tǒng)電池的使用壽命為10.5年。 隨著IoT網(wǎng)絡(luò)越來越普及，這個使用納米級功耗系統(tǒng)定時器的占空比架構(gòu)使得無線傳感器節(jié)點現(xiàn)實可行。隨著系統(tǒng)電池使用壽命比電池本身的保質(zhì)期都要長，這款TI Design參考設(shè)計表現(xiàn)出無線傳感器節(jié)點在多種全新應(yīng)用中的實用性。比如說，如果要安裝無線傳感器節(jié)點，把一幢商用建筑變?yōu)橹悄軜怯畹脑?，我們可以想象得到的是，也許需要安裝數(shù)千個無線傳感器節(jié)點來與不同的設(shè)備鏈接，如恒溫器、煙霧和火災(zāi)檢測器，以及諸如此類的設(shè)備。由于不可能為每個節(jié)點鋪設(shè)供電線路，所以必須使用電池來充當(dāng)電源。然而，為所有這些無線傳感器節(jié)點更換數(shù)以千計的電池可是一項大工程。為了降低與電池養(yǎng)護相關(guān)的成本，并且減少與之相關(guān)的工作量，確保每個無線傳感器節(jié)點具有盡可能長的電池使用壽命也就變得很有必要了。大多數(shù)常見無線傳感器節(jié)點采用占空比的方法來延長電池壽命。這個參考設(shè)計優(yōu)化了整個系統(tǒng)電池的使用壽命，其原因是納米級功耗系統(tǒng)定時器和超低泄露負(fù)載開關(guān)將關(guān)閉狀態(tài)平均電流減少到數(shù)十毫微安培，低于大多數(shù)常見MCU關(guān)斷模式下的電流值。 在這種運行機制中，節(jié)點加電，記錄傳感器的測量值，將數(shù)據(jù)無線發(fā)送至中央集線器或網(wǎng)關(guān)，然后自行關(guān)閉，或者使用低功耗模式或負(fù)載開關(guān)來關(guān)閉。影響整個系統(tǒng)電池壽命的主要因素是接通狀態(tài)持續(xù)時間，接通狀態(tài)平均電流，關(guān)閉狀態(tài)持續(xù)時間和關(guān)閉狀態(tài)平均電流。

針對振動故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)節(jié)點(Tida-00374)的 TI 設(shè)計參考設(shè)計，提出了一種無線傳感器節(jié)點占空比運行的優(yōu)化方法。納米級電力系統(tǒng)定時器和超低功耗漏電負(fù)荷開關(guān)取代內(nèi)部無線微控制器(MCU)系統(tǒng)定時器，控制何時為無線 MCU 和傳感器節(jié)點供電。無線單片機讀取具有集成振動故障診斷監(jiān)測系統(tǒng)的濕度傳感器以收集環(huán)境數(shù)據(jù)。