設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)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(duì)于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的需求也在不斷地增長(zhǎng)。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測(cè)量被測(cè)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(jì)量工具。無(wú)線振動(dòng)傳感器基于無(wú)線技術(shù)的機(jī)器狀態(tài)監(jiān)測(cè)，具有振動(dòng)測(cè)量及溫度測(cè)量功能，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)指示狀態(tài)報(bào)警。應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備狀態(tài)管理及監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)；適合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)人員監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，保證設(shè)備正常可靠運(yùn)行。設(shè)備故障診斷系統(tǒng)具有緩變信號(hào)（如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、流量等）與動(dòng)態(tài)信號(hào)（如振動(dòng)信號(hào)）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(dòng)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(cè)功能的需要不斷增加，傳感器節(jié)點(diǎn)的電池使用壽命也變得越來(lái)越重要。此外，這個(gè)參考設(shè)計(jì)中使用的無(wú)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(cè)量和無(wú)線數(shù)據(jù)傳送只需大約30ms的時(shí)間即可完成，在每分鐘測(cè)量一次時(shí)，據(jù)估算，整個(gè)系統(tǒng)電池的使用壽命為10.5年。 隨著IoT網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越普及，這個(gè)使用納米級(jí)功耗系統(tǒng)定時(shí)器的占空比架構(gòu)使得無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)現(xiàn)實(shí)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(zhǎng)，這款TI Design參考設(shè)計(jì)表現(xiàn)出無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在多種全新應(yīng)用中的實(shí)用性。比如說(shuō)，如果要安裝無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，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(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)與不同的設(shè)備鏈接，如恒溫器、煙霧和火災(zāi)檢測(cè)器，以及諸如此類的設(shè)備。由于不可能為每個(gè)節(jié)點(diǎn)鋪設(shè)供電線路，所以必須使用電池來(lái)充當(dāng)電源。然而，為所有這些無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)更換數(shù)以千計(jì)的電池可是一項(xiàng)大工程。為了降低與電池養(yǎng)護(hù)相關(guān)的成本，并且減少與之相關(guān)的工作量，確保每個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)具有盡可能長(zhǎng)的電池使用壽命也就變得很有必要了。大多數(shù)常見(jiàn)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)采用占空比的方法來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。這個(gè)參考設(shè)計(jì)優(yōu)化了整個(gè)系統(tǒng)電池的使用壽命，其原因是納米級(jí)功耗系統(tǒng)定時(shí)器和超低泄露負(fù)載開(kāi)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(jiàn)MCU關(guān)斷模式下的電流值。 在這種運(yùn)行機(jī)制中，節(jié)點(diǎn)加電，記錄傳感器的測(cè)量值，將數(shù)據(jù)無(wú)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(kāi)關(guān)來(lái)關(guān)閉。影響整個(gè)系統(tǒng)電池壽命的主要因素是接通狀態(tài)持續(xù)時(shí)間，接通狀態(tài)平均電流，關(guān)閉狀態(tài)持續(xù)時(shí)間和關(guān)閉狀態(tài)平均電流。

針對(duì)振動(dòng)故障診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(Tida-00374)的 TI 設(shè)計(jì)參考設(shè)計(jì)，提出了一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)占空比運(yùn)行的優(yōu)化方法。納米級(jí)電力系統(tǒng)定時(shí)器和超低功耗漏電負(fù)荷開(kāi)關(guān)取代內(nèi)部無(wú)線微控制器(MCU)系統(tǒng)定時(shí)器，控制何時(shí)為無(wú)線 MCU 和傳感器節(jié)點(diǎn)供電。無(wú)線單片機(jī)讀取具有集成振動(dòng)故障診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的濕度傳感器以收集環(huán)境數(shù)據(jù)。