無線傳感器節(jié)點的模擬關(guān)鍵

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSN)最初是為軍事應(yīng)用所開發(fā)，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用在許多其他領(lǐng)域如工業(yè)過程(industrial process)中，例如：監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、智能建筑(smart building)及家庭自動化(home automation)等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可擴展性、低功耗、低構(gòu)建成本、體積小和備份功能是推動其應(yīng)用擴展的幾個關(guān)鍵特性。典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由三個主要部分組成：多個傳感器節(jié)點、一個網(wǎng)關(guān)，以及通信用的軟件(如圖1所示)。傳感器節(jié)點以小型電池為動力運行，利用能量回收(如太陽能)技術(shù)或連接一個主電源。能量來源的限制給傳感器節(jié)點的信號路徑和電源管理帶來了重大的挑戰(zhàn)。德州儀器開發(fā)了高效率電源轉(zhuǎn)換和傳感器信號調(diào)理解決方案，該解決方案有助于為傳感器節(jié)點提供最新的功能并確保操作的穩(wěn)定。

　　傳感器節(jié)點的應(yīng)用范圍非常廣泛，從利用傳感器檢測家庭和建筑應(yīng)用中的溫度、動態(tài)和壓力，到CO、CO2、NO2或CH4等有毒氣體濃度的監(jiān)測。傳感器節(jié)點作為獨立的應(yīng)用基本上來說與典型傳感器是非常相似的，都是由傳感器、模擬傳感器信號調(diào)理、無線電收發(fā)器、嵌入式處理器，以及針對整個節(jié)點的能量來源所組成的(如圖2所示)。由于大多數(shù)傳感器節(jié)點都是由電池或能量回收技術(shù)來進(jìn)行供電的，其系統(tǒng)功耗是否足夠低是達(dá)到成功設(shè)計的關(guān)鍵要求。無線電傳輸和微處理器數(shù)據(jù)獲取通常是耗用可用能源最多的部分，而低數(shù)據(jù)速率和短距通信持續(xù)時間可使這些元件大部分時間都處在低功耗待機或空閑模式的狀態(tài)。為了確保最長的電池壽命和系統(tǒng)穩(wěn)定性，很多廠商都設(shè)計專用于這些超低功耗應(yīng)用的處理器。以便剩余的能量可用于傳感器輸出的模擬信號調(diào)理。