无线传感器网络集成了传感器，车载计算机和通信技术，并提供了广泛的应用前景。于传感器节点的硬件资源有限，如何采取有效措施降低网络能耗以延长其工作时间是一个关键问题。文重点介绍基于STM32L152VBT6芯片的超低功耗传感器节点的设计。为低功耗无线传感器网络的开发和应用提供了硬件支持。年来，微机电系统和高集成度，低功耗数字设备的发展导致了低成本，低功耗，小体积的传感器节点的出现。线传感器网络的特征是节点的能量有限，通信能力有限，计算能力有限，与物理世界的紧密耦合，大规模密集部署和强大的网络动态。为自主系统，传感器网络涉及许多问题，例如定位和时间同步，协作信号处理，通信模式和协议，网络容量，寿命，任务分配，适应性，中间件等的协调控制其中，能源问题是生命线问题，它决定了传感器网络是否可行。于以上对现有检测设备存在问题的理解和反思，本文提出了一种针对低功耗无线设备的解决方案[1]。文中使用的网络节点是无线温度采集模块。点设备包括三个部分：数据获取部分，无线收发器部分和MCU [2]核心信号处理部分。
央信号处理设备MCU的一部分主要包括主控制器电路，电源管理电路，电池能量检测电路，外围接口电路等。[3]。设计选择了意法半导体的STM32L152VBT6超低功耗芯片作为主处理器。STM32 L1系列基于Cortex-M3内核，工作频率为32 MHz。在性能，功能，存储容量和外壳中的针脚数量方面，以极低的消耗量扩展了产品范围。STM32L1系列结合了高性能和超低功耗的特性。有的超低泄漏生产工艺是高性能低功耗应用的最佳选择。
源电路分为两部分：充电电路和稳压电路。源部分由可充电锂电池供电，该锂电池的标称电压为3.7 V，标称容量为1050 mAh。电池的充电电压为4.2V。离子通过MAX1555芯片供电，并通过LDO AME8800芯片为模块提供稳定的电源，输出电流可达到300mA。全满足设备的能耗要求[4]。设计基于库仑计选择电池电量预测方案。择Maxim提供的DS2780智能电池电量计芯片。控制器（STM32L152 VBT6）通过1线总线（PC2）连接到DS2780电池功率测量芯片。口分别连接到锂电池的正极和负极，在该模块中，STM32L152VBT6用作1线总线主设备，DS2780是从设备，因为DS2780本身具有存储器非易失性E2PROM，MCU仅需要功能即可连接到DS2780。I / O端口引脚可以收集有关电池电量的信息。
期读取DS2780寄存器的内容可以实时监视剩余的电池信息。SW下载端口：STM32L152VBT6主处理器支持两种下载调试模式，即JTAG模式和SW模式。于SW模式使用四线式接口，因此只有四根线（VCC，GND，JTCK，JTMS）可以完成STM32L152VBT6程序的下载，与JTAG接口相比，具有占用资源少的优点。口，还支持JLINK。载器，在线调试，断点设置，单步程序调试等操作，最大下载速率达到10 MHz。此，在本设计中，STM32L152VBT6程序的下载和调试采用SW模式。口：无线模块的USART1采用Maxim生产的串口转换芯片，可以将TTL电平转换为RS232电平，方便与PC串口通讯。
实现电路的过程中，微处理器的串行管理通信接口连接到串行芯片的CMOS端口，而PC的串行端口连接到串行芯片的RS-232端口。次，必须将转换芯片配置为具有多个电容器匹配，通常使用0.1 uF电解电容器或钽电容器。
部电路也相对简单。
线收发器电路的设计是低功耗无线传感器设备的重要组成部分。的主要功能包括接收和发送数据，监视状态和安排任务。虑到发射功率，接收灵敏度，抗干扰能力，功耗等参数，以及设计的简便性和成本，我们选择了一种解决方案经济，高度集成的UZ2400 RF低功耗无线收发器芯片。
UZ2400可以使用PCB天线或外部天线。围电路上保留了外部天线接口和休眠晶体振荡器接口（32.768 KHz），可轻松应用于相关的无线设备。控制器采用4线SPI串行总线控制射频模块，波特率可以达到5Mbit / S。湿度传感器的接口电路基于温度传感器和SHT75湿度。SHT75系列单芯片传感器包括一个电容式聚合物湿度测量元件和一个能量间隔型温度测量元件，并且透明地连接到一个14位A / D转换器和电路串行接口在同一芯片上。SHT75采用串行接口。SHT75的测量分辨率分别为14位（温度）和12位（湿度）。度范围为-40〜123.8℃，湿度范围为0〜100％RH。感器模块和微处理器之间的连接是通过STM32L152VBT6芯片的两个I / O端口进行的，并与SHT75传感器的SCK引脚和DATA引脚连接，从而进行数据交换。避免信号冲突，微处理器必须以低电平驱动DATA，因此还必须在I / O电路的DATA引脚上添加一个10KΩ的调用电阻，以将信号拉至高电平。低功耗设计作为本文的关键要素，主要包括两个方面：低功耗硬件设计和低功耗软件设计。
能耗设备的设计主要从材料结构和零件选择方面进行。功耗软件的设计主要从任务计划，设备管理和低功耗模式选择等方面进行，具体内容如下。
面。MCU在硬件上的外围电路的处理非常重要，例如串行电路，LED显示电路等。些外围电路最初是为了方便调试而设计的，与每个模块电路的低功耗相比，它们的功耗是巨大的，因此，当用作系统时，它们必须从其物理连接断开。中间[5]中使用跳线或0欧姆电阻。节点有5个主要工作频率，分别不同于2 MHz，4 MHz，8 MHz，16 MHz和32 MHz。不同的主频率下，节点的能量消耗值是不同的，并且会随着主频率值的增加而增加。点大部分时间主要以低功耗模式运行，因此有必要尽可能缩短MCU的正常工作时间。必要的电源管理：停止无效的设备操作。定电路各部分处于低功耗模式的工作状态，必须在RF进入低功耗状态之前停用SPI，以避免额外的电流消耗。MCU进入低功耗状态之前，除了定义必要的参数外，还必须关闭所有使用的外设[6]。用上述设计原理，STM32L152VBT6作为主控制器，UZ2400作为射频模块的低频无线温湿度模块，物理显示如图1所示。STM32的低功耗无线温湿度传感器节点的设计与实现。设备已通过实验室测试，并与重庆邮电大学的重庆自动化学院合作，恒温阀芯已应用于ISA100.11a行业。无线传感器网络设备的R D项目中。要用于五粮液酒厂的现场温度监测。
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