飞思卡尔 TPMS胎压产品设计-发射周期和采集周期优化
发射周期
发射周期的优化是超低功耗设计是最重要的环节,因为传感器在发射时的电流高达近10mA,绝大部分能量消耗都用于无线数据的发射上了。设计发射周期有两种方法,一种是固定发射周期,比如固定5 秒发送一包数据,这样的设计虽然简单,但是一般只用于实验室或前期开发测试。第二种就是根据不同的状况动态的改变发射周期,比如当车辆停止的时候,可以拉长发射周期甚至停止发射;而当监测到胎压或温度异常的时候,可以缩短发射周期;还可以按车辆的运行速度来改变发射周期,当车辆低速运行的时候,危险系数不大,可以拉长发射周期,当车辆高速运行的时候,危险系数增大,可以缩短发射周期。
采集周期优化
通常的设计,采集周期与RF 发送周期是相同的,但是这样设计会浪费掉很多能量。比如说电池电压的采集周期,按照传感器的功耗及电池的特性曲线,电池电压在短时间内不会有较大的变化,所以每小时甚至每天采集一次就够用了。其次是温度的采集,同样轮胎的温度也不会在短时间内急速的上升或下降(火灾或涉水等条件除外),所以通常几分钟至几十分钟采集一次即可。而胎压的监测是尤为重要的,可能会出现轮胎损坏导致胎压突然下降的情况,所以胎压的监测应该是秒级的,胎压的采集频率应该大于射频的发射频率,如果数据产生异常,则可以迅速的实现高频率实时射频发送。所以设置合适的采集周期能够大幅度的减少CPU 的唤醒次数,从而实现降低能耗的效果。
CPU 各睡眠模式的功耗
FXTH87 传感器内置的CPU,有多种电源管理方式,包括浅睡眠和深睡眠,不同的睡眠模式耗电不同,唤醒条件也不同,比如深睡眠状态下静态电流只需要510nA 左右,但是只能被周期性唤醒,且唤醒即复位;而在浅睡模式下,静态电流高达几微安,但是可以被低频通讯等多个条件唤醒。所以最优的设计不应该只采取单一的睡眠模式,而是根据采集频率和发送频率等条件的变化,动态交替的使用深睡和浅睡两种睡眠模式。
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