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时间:2020-03-27
《射频唤醒技术在WSNs低功耗中的应用.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2013年第32卷第l2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)149射频唤醒技术在WSNs低功耗中的应用肖文洋,闰斌(电子科技大学自动化工程学院,四川成都611731)摘要:针对WSNs节点功耗较高,电池供电寿命短等缺点,提出了考虑多项参数的倍压整流电路分析模型,并利用该模型设计了具有限幅功能的低功耗唤醒电路。该模型的稳态响应不但与仿真结果相吻合,而且在实际输入信号频率为915MHz,功率为10dBm时,能正确解调出发射端设定的序列,距离较近时,限制幅值在2.3V左右,并且该模块具有长达22m唤醒距离,大大
2、降低了节点功耗,产生直接的经济效益。关键词:无线传感器网络;唤醒电路;倍压;分析模型;低功耗中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1000-9787(2013)12-/)149-04Application0fRFwake-uptechonologyinWSNsl0WDowerconsumptionXIA0Wen.yang.YANBin(SchoolofAutomationEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu611731,China)Abstract:A
3、imingatshortcomingssuchashighpowerconsumptionofWSNsnodes,shortbatterylife,ananalyticalmodelofvohagemultipliercircuitisproposedwhichconsidersanumberofparametersandapplytOdesignlowpowerconsumptionwake—upcircuitpossesslimiterfunctionbyusingthismode1.Thesteadystateresponseofthemodelisno
4、tonlyconsistentwiththesimulationresults,butalsocancorrectlydemodulatethesequencethatsetbytransmitterwithaninputsignalof915MHzfrequencyand10dBmpower.whenshortdistanceinvolved,thelimitingofamplitudeisabout2.3Vanda22mwake—updistance,whichgreatlyreducesthenodepowerconsumptionandproduces
5、directeconomicbenefits.Keywords:WSNs;wake—upcircuit;voltagemultiplier;analyticalmodel;lowpowerconsumption0引言左右,唤醒距离长达22m左右。应用在无线传感器网络(WSNs)中的节点ZigBee的1C-W倍压整流电路结构射频芯片,比如:TI公司的CC2530等工作时只能处于侦听Cockcroft—Walton(C—W)倍压整流电路是一种既有倍模式或者“休眠、侦听”模式。在侦听的模式下,其消耗压功能又有整流功能的电路,该电路由于良好的倍压特性,的电流为12mA
6、左右,发送数据时消耗电流高达32mA,而大量应用在无线通信等设备中J。倍压整流电路常见的节点一般采用电池供电,这就导致了电池寿命短,成本高等有电容器串联和电容器并联2种类型。其中,电容器并联缺点J。针对此情况,本文研究和设计了一种基于二极管型因为输出达到稳定状态的时间长等缺点,不利于WSNs倍压整流模型的低功耗唤醒电路,该唤醒电路可以让节点快速即时地唤醒,因此,本文采用电容器串联型的来设WSNs节点在不需要发送数据的情况下一直睡眠,一旦要计C—W倍压整流电路,并且在此电路基础上使用CMOS管发送数据可以即时唤醒。设计了限幅电路。一种m级的电容器串联型低功耗唤为
7、了减少唤醒电路功耗,一般通过接收的信号来积累醒倍压限幅电路结构如图1所示。能量供自身电路工作,本文将对适用于WSNs节点唤醒的1.1倍压整流电路模型分析倍压整流模型进行分析研究,并对电路中所使用的元件参由于WSNs节点接收到的信号比较微弱,通常出现输数进行设计。设计出在输入信号频率为915MHz,功率入电压小于二极管正常导通电压的情况,因此,使用二极管为10dBm时,能正确恢复出发射端设定的序列,并且该电的指数模型来推导倍压整流电路的分析模型。首先定路在功率和距离动态变化的情况下,最大幅值始终在2.3V性分析其稳态响应(限幅电路只是起限幅的作用,此模型收稿日期
8、:2013-04—15150传感器与微
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