無線傳感器節點的模擬關鍵

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

　　傳感器節點的應用范圍非常廣泛，從利用傳感器檢測家庭和建筑應用中的溫度、動態和壓力，到CO、CO2、NO2或CH4等有毒氣體濃度的監測。傳感器節點作為獨立的應用基本上來說與典型傳感器是非常相似的，都是由傳感器、模擬傳感器信號調理、無線電收發器、嵌入式處理器，以及針對整個節點的能量來源所組成的(如圖2所示)。由于大多數傳感器節點都是由電池或能量回收技術來進行供電的，其系統功耗是否足夠低是達到成功設計的關鍵要求。無線電傳輸和微處理器數據獲取通常是耗用可用能源最多的部分，而低數據速率和短距通信持續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。為了確保最長的電池壽命和系統穩定性，很多廠商都設計專用于這些超低功耗應用的處理器。以便剩余的能量可用于傳感器輸出的模擬信號調理。