求一个433M无线通信，低功耗的设计

ddxgung · 发表于 2019-2-24 23:49:26

本帖最后由 ddxgung 于 2019-2-25 16:12 编辑

根据大家的问题，更新一下需求：
1.现场有两路传感器，两线制工作。供电与信号使用同一回路。
2.现场采用电池供电。电池规格待定。
3.信号通过433M无线传输到仪表间。
4.仪表间配一台工业HMI，显示传感器信号，电池容量和环境温度。
5.现场人员，每天巡检一次，在HMI上查看传感器信号。
6.方案计划采用如下方式：
现场人员巡检时，在HMI上点击“获取数据”按钮，HMI配备的无线模块发送查询指令，就地的无线模块处于低功耗工作模式，当接受到查询指令后，控制电源开关闭合，采集设备上电工作，将采集的数据传给无线模块。无线模块将数据发送给HMI。
更新速率200ms。2分钟后，无线模块自动控制电源开关断开，进入低功耗工作模式。等待HMI的再次唤醒。

对于低功耗的要求：电池供电的情况下，可以工作1年半。我查到一些低功耗无线模块，在监听状态下，一般功耗是25mA，按4V工作电压算，是100mW。1年半的总功耗是0.1*
13140 = 1314WH。需要选一块50AH，24V输出的电池，才能满足要求。如果功耗能进一步降低，就更好了。

上述电池配置，还是没考虑采集系统的耗电，如果考虑的话，电池容量需要更大！

现在关键的问题是，如何能将无线模块的功耗降低，或者采用不同的工作策略。

最近有个项目，需要用到433M无线通信。要求低功耗，电池供电。不考虑成本
设备需要采集1路4-20mA电流信号，2路电压信号，1路温度采集信号。
哪位大侠有能提供帮助或有现成的解决方案，请私信我。

非常感谢！

ddxgung · 发表于 2019-2-27 12:17:10

请各位私信我的朋友，把联系方式带上。我现在权限不够，无法发送消息。

flash3g · 发表于 2019-2-24 23:59:04

参考433遥控器

1874 · 发表于 2019-2-25 08:34:06

实时性如何？

a312835782 · 发表于 2019-2-25 08:39:31

定时唤醒收发数据

ArthurBruin · 发表于 2019-2-25 08:48:29

LORA

文艺小青年 · 发表于 2019-2-25 08:57:54

如楼上，看通信速率，和使用场景，可以考虑使用 lora

wochai · 发表于 2019-2-25 09:03:10

“设备需要采集1路4-20mA电流信号”
偷电

悠悠远远 · 发表于 2019-2-25 10:10:15

距离要求呢？

ltby00 · 发表于 2019-2-25 10:20:46

可以用 Lora

ddxgung · 发表于 2019-2-25 11:05:10

ArthurBruin 发表于 2019-2-25 08:48
LORA

我看到有人用lora实现的。不知道是否有现成，满足工业应用的产品供参考。

ddxgung · 发表于 2019-2-25 11:06:00

悠悠远远发表于 2019-2-25 10:10
距离要求呢？

距离50米，中间有混凝土墙的遮挡。

redroof · 发表于 2019-2-25 11:19:00

ddxgung 发表于 2019-2-25 11:05
我看到有人用lora实现的。不知道是否有现成，满足工业应用的产品供参考。 ...

如果要求超低功耗，很少有标准成品的。
标准成品不可能在功耗上做到很好，因为这种场合经常要依靠客户的需求来做权衡的。最省电的设计就是刚好满足这个客户的需求，不多出任何功能。
但这样设计就没法卖给第二个人了
要想卖给尽量多的人，对每个人的需求看来都不会是最佳方案

redroof · 发表于 2019-2-25 11:22:14

ddxgung 发表于 2019-2-25 11:05
我看到有人用lora实现的。不知道是否有现成，满足工业应用的产品供参考。 ...

通用的低功耗设计都是采电压信号的。
4-20mA电流很不“低功耗”～
对你这个需求的最佳做法是从4-20mA来取电。问题是你既然要低功耗，这个4-20mA的传感器自己靠什么供电呢？很多情况下我估计是反过来的，你还得考虑自己给这个4-20mA传感器供电，还得考虑不采样的时候关了这个传感器

dou_yuyu · 发表于 2019-2-25 11:35:36

4-20ma信号供电是谁供的，如果传感器自带电源，用传感器的电源不就ok了（4-20ma电流环取电）。如果是这个采集器给电流环供电的话，低功耗很难做了，电池体积小不了

ddxgung · 发表于 2019-2-25 13:59:53

redroof 发表于 2019-2-25 11:22
通用的低功耗设计都是采电压信号的。
4-20mA电流很不“低功耗”～
对你这个需求的最佳做法是从4-20mA来取 ...

您估计的没错。
现场传感器计划采用两线制4-20mA，供电加测量。
现场所有设备都由电池供电。传感器是否工作，由无线模块控制。计划每天工作1分钟。是否工作由操作人员远程控制。

dellric · 发表于 2019-2-25 14:02:09

EBYTE好像有现成模块

redroof · 发表于 2019-2-25 14:09:56

ddxgung 发表于 2019-2-25 13:59
您估计的没错。
现场传感器计划采用两线制4-20mA，供电加测量。
现场所有设备都由电池供电。传感器是否工 ...

传感器每天工作1分钟倒也还好办，平常用个MOS管切断传感器的供电回路就行。
433模块买成品就行，开它自带的低功耗模式，弄个很长的唤醒码就行。比如从机的433模块1分钟唤醒一次，主机端发个2分钟长度的唤醒码来保证唤醒从机就行。代价是采每个从机都需要等待这么长时间。

qtechzdh · 发表于 2019-2-25 14:18:07

建议你吧问题说清楚，传感器那么多路，你传输频率要多少，一秒发送一次，还是一个小时发送一次。这个非常重要。
另外低功耗，给个量化需求。1uA是低，1mA也挺低。

4-20mA需要对设备供电吗？

ddxgung · 发表于 2019-2-25 15:38:12

dou_yuyu 发表于 2019-2-25 11:35
4-20ma信号供电是谁供的，如果传感器自带电源，用传感器的电源不就ok了（4-20ma电流环取电）。如果是这个采 ...

4-20mA信号也需要电池供电。每天工作1分钟，就满足需求。
电池的话，现场可以配备大容量电池。电池要至少可以工作一年半。
现在设计无线模块要持续工作。由现场操作人员唤醒无线模块，无线模块控制采集模块的电源开关上电，采集模块工作。

ddxgung · 发表于 2019-2-25 16:13:39

qtechzdh 发表于 2019-2-25 14:18
建议你吧问题说清楚，传感器那么多路，你传输频率要多少，一秒发送一次，还是一个小时发送一次。这个非常重 ...

问题描述已更新。谢谢提示。

psocfans · 发表于 2019-2-25 16:19:46

ddxgung 发表于 2019-2-25 16:13
问题描述已更新。谢谢提示。

我有低功耗双向通信模块，待机电流50UA.

tkcb8b · 发表于 2019-2-25 16:29:35

我做工业遥控器的，如果一天就工作一分钟，我可以做，1000WH电池保证工作2年，以前还做过汽车流量监测，4000WH电池埋在马路下面可以工作5年，来一辆车发一次数据，比你这发送频率高多了,MCU用的是TI的MSP430低功耗模式，睡眠状态下微安级电流。

ddxgung · 发表于 2019-2-25 16:40:21

redroof 发表于 2019-2-25 11:19
如果要求超低功耗，很少有标准成品的。
标准成品不可能在功耗上做到很好，因为这种场合经常要依靠客户的 ...

您说的非常对。
这种需求都是非常小众的。

qtechzdh · 发表于 2019-2-25 16:42:33

你这种主机主动发送，从机需要一直接受，可以参考WOR，即无线模块间隔等待引导码，或者激活数据，从机收到引导码或激活字节，自动进入接收模式，与主机建立连接，达到通信目的。
这种模式的问题是需要从机间歇性的等待主机主机，一般根据你设计的需求，会有一两秒的延迟，另外多个从机值守的情况下，会出现不该被唤醒的唤醒引起电能损耗。

另一种模式是从机定时，通过最短数据的方式查询是否需要自己工作，如果你延迟设计成1分钟，可以设置每个几十秒从机自动启动向主机查询是否有自己的指令，这种功耗可以控制很低，缺点是延迟。

至于4-20mA的传感器读取，没啥可说的

redroof · 发表于 2019-2-25 16:58:05

qtechzdh 发表于 2019-2-25 16:42
你这种主机主动发送，从机需要一直接受，可以参考WOR，即无线模块间隔等待引导码，或者激活数据，从机收到 ...

常规的WOR对Lora省不了多少电。一直开着接收电路的话至少要毫安级别的电流。
最省的方法是彻底关断接收，定时唤醒一小会来查询是否有激活信号。这样在不打开接收电路的时候几乎完全不耗电

qtechzdh · 发表于 2019-2-25 17:00:29

redroof 发表于 2019-2-25 16:58
常规的WOR对Lora省不了多少电。一直开着接收电路的话至少要毫安级别的电流。
最省的方法是彻底关断接收， ...

wor可以实现几十uA的，也是彻底关段。不过是芯片自己执行的状态机。

skyxjh · 发表于 2019-2-25 17:00:50

可以换一个角度，从机定时上报传感器数据，一天上报几次就可以，其它时间休眠。主机一直接收数据，现场人员巡检时查看的是最近收到的数据。

redroof · 发表于 2019-2-25 17:36:24

skyxjh 发表于 2019-2-25 17:00
可以换一个角度，从机定时上报传感器数据，一天上报几次就可以，其它时间休眠。主机一直接收数据，现场人员 ...

看用户的权衡了。如果用户要求自己只要想看数据就能看到，那么你就没法这样做。
完全由从机定时上报当然是最省电的方法了，代价是主机想给从机设置一点什么参数之类也得等从机下一次醒来传完数据后才能设置。

剑舞 · 发表于 2019-2-25 18:59:31

低功耗的东西比较难搞，尤其还带射频通讯的，需要硬件和软件紧密配合才能办到，楼主可以请教请教搞水电气表或者搞故障指示器的朋友，但是别人愿不愿意告诉你我就不知道了，毕竟没有午餐是免费的，别人也是花了心血的

ddxgung · 发表于 2019-2-25 21:45:08

skyxjh 发表于 2019-2-25 17:00
可以换一个角度，从机定时上报传感器数据，一天上报几次就可以，其它时间休眠。主机一直接收数据，现场人员 ...

恩，这也是一个思路。

ddxgung · 发表于 2019-2-25 21:50:13

非常感谢大家的回复。低功耗对无线通讯而言，关键在于无线通讯从机不能一直处于待机状态。现在待机功耗一般在100-250mW。因此必须让从机休眠，将功耗降低到uA级别。然后定期唤醒。

wanggoals · 发表于 2019-2-26 00:05:26

你的功耗取决于hmi按下遥控指令后返回第一个数据包的延时，看要求应该不太严格，延时个3-5秒问题不大，这样的话3节五号电池用个一年问题不大。

ddxgung · 发表于 2019-2-26 21:37:38

wanggoals 发表于 2019-2-26 00:05
你的功耗取决于hmi按下遥控指令后返回第一个数据包的延时，看要求应该不太严格，延时个3-5秒问题不大，这样 ...

延迟3-5秒是可以接受的。但电池还要为采集设备供电，不只是无线通讯模块。对电池容量要求还很高

ilan2003 · 发表于 2019-2-26 21:58:57

功耗低是不是应该用LORA模块

xiatao1800 · 发表于 2019-2-26 22:58:27

可以参考高速公路有源RF卡，我看过里面是用cc1101和msp430,用的是纽扣电池，这个功耗应该很低，外壳一次性封装的

2201 · 发表于 2019-3-1 15:15:12

水表行业，采集流量与压力，5分钟采集一次，6小时上报一次，50AH电池，目前产品使用5年没点毛病。想要实时在线的低功耗通讯，NB-IOT目前功耗较低。但怎样都没主动上报的模式的功耗低。供参考。

ddxgung · 发表于 2019-3-1 21:27:39

本帖最后由 ddxgung 于 2019-3-1 21:29 编辑

2201 发表于 2019-3-1 15:15
水表行业，采集流量与压力，5分钟采集一次，6小时上报一次，50AH电池，目前产品使用5年没点毛病。想要实时 ...

采集流量和压力的传感器耗电是多少？这个50AH电池是只给采集设备和通讯设备供电，还是也要给传感器供电？
不采集信号时，传感器和采集设备上电吗？
50AH电池的额定输出电压是多少

wkman · 发表于 2019-3-2 16:24:18

433M 遥控器ic 能发送自定义数据？我看都是发送4个按键码的阿，，

2201 · 发表于 2019-3-13 11:44:20

ddxgung 发表于 2019-3-1 21:27
采集流量和压力的传感器耗电是多少？这个50AH电池是只给采集设备和通讯设备供电，还是也要给传感器供电？ ...

1,压力传感器工作电流50mA，微功耗300nA，每转换一次20ms；
2，电池给采集设备和通讯设备供电外，还给压力传感器供电。
3，不采集时传感器和采集设备都上电，通讯设备不上电。
4,50Ah电池输出3.6V
5，整体微功耗时30uA。

qinxg · 发表于 2019-3-13 12:03:13

433功耗可以做到很低. 如HMI发送1秒433信号, 433接受芯片0.5S醒来一次, 如果检测到一个有效脉冲则继续工作, 否则立即休眠. 433部分功耗可以<50uA.

Linda898 · 发表于 2019-3-13 12:49:59

xiatao1800 发表于 2019-2-26 22:58
可以参考高速公路有源RF卡，我看过里面是用cc1101和msp430,用的是纽扣电池，这个功耗应该很低，外壳一次性 ...

这种方式分机很省钱，主机这边天线就很贵了！！

cooltommy · 发表于 2019-5-11 16:22:16

楼主搞定了没有，搞定了和大家说下实际是怎么实现的，低功耗效果如何啊？

求一个433M无线通信，低功耗的设计

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