[实用新型]一种基于无线双向通讯的超低功耗控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于无线双向通讯的超低功耗控制系统，该系统包括多个基于无线双向通讯的装置；所述装置块包括中央处理器MCU、由所述MCU控制的且用于发送和接收无线数据的射频收发电路、与所述射频收发电路相连接的且用于控制所述射频收发电路功耗的功耗控制电路，以及由所述MCU控制的且用于采集数据并将所述采集数据输送至所述MCU的传感采集电路。本实用新型的系统采用MCU、射频收发电路、功耗控制电路以及特定的控制、通讯方法，使通讯装置实现超低功耗的同时保障了系统无线的双向通讯。

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体地涉及一种基于无线双向通讯的超低功耗控制系统。

背景技术

无线通讯技术广泛应用于工业和民用各个领域，伴随无线应用的需求不断扩展，人们对此项技术的低功耗性能要求也越来越高，比如环境感知、工业测控、电力系统、可穿戴产品、定位产品等。

对于电池供电设备，特别是无法安装大容量电池的嵌入式电路，无线模块的功耗高低往往是困扰长期供电运行的最大问题，目前市场上的无线模块都集成了MCU与射频芯片或射频电路，仅仅射频芯片的接收电流最低就已经达到10mA(433MHz)甚至数百mA(手机射频网络)，这还没有包含MCU的电流消耗。

再者，目前已经存在一些超低功耗的无线设备(如无线自动抄表仪、无线烟感报警器等)，但这些低功耗设备均是采用大部分时间休眠(或关断电源)定时启动单向通讯的方案，这种无线通讯方式只能由监测设备主动定时上传数据，而上位机无法按需要实时读取或控制监测设备(监测设备是休眠或断电状态，无法接收上位机的无线指令)。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种超低功耗控制系统，该系统采用MCU、射频收发电路、功耗控制电路以及特定的控制、通讯方法，使通讯装置实现超低功耗的同时保障了无线的双向通讯。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种超低功耗控制系统，该系统包括多个基于无线双向通讯的装置；所述装置块包括中央处理器MCU、由所述MCU控制的且用于发送和接收无线数据的射频收发电路、与所述射频收发电路相连接的且用于控制所述射频收发电路功耗的功耗控制电路，以及由所述MCU控制的且用于采集数据并将所述采集数据输送至所述MCU的传感采集电路。

优选地，所述中央处理器MCU上设有用于侦听所述MCU电压并输出电平信号至所述MCU的电压比较器、存储所述装置工作参数数据的存储器，以及由所述MCU根据工作参数设置定时时长并在定时时间达到时通过所述电压比较器输出的电平信号唤醒所述MCU的定时器。

优选地，所述射频收发电路包括通过MCU控制其由停机模式快速切换至接收模式的射频芯片SI4463，以及射频调理外围电路。

优选地，所述传感采集电路包括与所述MCU连接的且用于测量温度和湿度的传感采集器SHT20。

优选地，所述装置工作参数包括装置ID值、目标ID值、时钟频率、唤醒时间间隔、工作时隙长度、自动存储时间间隔、主动发送时间间隔、侦测信号探测时长、侦测信号监听时长、多级传感器预警值、射频频率、固定发射功率、智能发射功率、期望接收信号强度、空中通讯速率和数字接口通讯速率。

优选地，所述射频芯片SI4463还具有发射功率调整功能和信号强度检测功能。

优选地，所述系统某一装置的MCU接收到其射频收发电路的无线数据后解析出数据帧中包含的目标ID值与自身ID值，若所述目标ID值与自身ID值相同时则向另一装置的MCU返回应答帧并解析数据帧的内容。

优选地，每个装置具有相同射频频率和空中通讯速率；每个装置中的ID值可以是不同的。

优选地，所述装置包括对外接口；所述对外接口包括电源接口、数字通讯接口、信号感测接口和按键接口。