設備故障診斷系統資訊：無線網絡傳感器技術應用中實現長電池可以使用壽命的方法

隨著物聯網 (IoT) 的不斷延伸，對于無線傳感器節點的需求也在不斷地增長。電渦流位移傳感器能靜態和動態地非接觸、高線性度、高分辨力地測量被測金屬導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的機器狀態監測，具有振動測量及溫度測量功能，操作簡單，自動指示狀態報警。應用于工業設備狀態管理及監測控制系統；適合現場設備運行和維護人員監測設備狀態，及時發現問題，保證設備正常可靠運行。設備故障診斷系統具有緩變信號（如溫度、壓力、轉速、流量等）與動態信號（如振動信號）的數據融合處理功能；具有黑匣子記錄功能；系統滿足車輛振動沖擊環境下的使用要求。在IoT網絡中集成了很多不同的傳感器類型：溫度、濕度、壓力和環境光，不勝枚舉。隨著在IoT網絡中增加感測功能的需要不斷增加，傳感器節點的電池使用壽命也變得越來越重要。此外，這個參考設計中使用的無線MCU和濕度傳感器功耗極低，從而將接通狀態下的平均電流減少到5mA以下。由于傳感器測量和無線數據傳送只需大約30ms的時間即可完成，在每分鐘測量一次時，據估算，整個系統電池的使用壽命為10.5年。 隨著IoT網絡越來越普及，這個使用納米級功耗系統定時器的占空比架構使得無線傳感器節點現實可行。隨著系統電池使用壽命比電池本身的保質期都要長，這款TI Design參考設計表現出無線傳感器節點在多種全新應用中的實用性。比如說，如果要安裝無線傳感器節點，把一幢商用建筑變為智能樓宇的話，我們可以想象得到的是，也許需要安裝數千個無線傳感器節點來與不同的設備鏈接，如恒溫器、煙霧和火災檢測器，以及諸如此類的設備。由于不可能為每個節點鋪設供電線路，所以必須使用電池來充當電源。然而，為所有這些無線傳感器節點更換數以千計的電池可是一項大工程。為了降低與電池養護相關的成本，并且減少與之相關的工作量，確保每個無線傳感器節點具有盡可能長的電池使用壽命也就變得很有必要了。大多數常見無線傳感器節點采用占空比的方法來延長電池壽命。這個參考設計優化了整個系統電池的使用壽命，其原因是納米級功耗系統定時器和超低泄露負載開關將關閉狀態平均電流減少到數十毫微安培，低于大多數常見MCU關斷模式下的電流值。 在這種運行機制中，節點加電，記錄傳感器的測量值，將數據無線發送至中央集線器或網關，然后自行關閉，或者使用低功耗模式或負載開關來關閉。影響整個系統電池壽命的主要因素是接通狀態持續時間，接通狀態平均電流，關閉狀態持續時間和關閉狀態平均電流。

針對振動故障診斷監測系統節點(Tida-00374)的 TI 設計參考設計，提出了一種無線傳感器節點占空比運行的優化方法。納米級電力系統定時器和超低功耗漏電負荷開關取代內部無線微控制器(MCU)系統定時器，控制何時為無線 MCU 和傳感器節點供電。無線單片機讀取具有集成振動故障診斷監測系統的濕度傳感器以收集環境數據。