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使用窄带物联网技术设计超低功耗无线温湿度监控系统
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2019-12-04
周楠
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本文是基于 NB-IoT 这项技术，自主设计的低功耗的无线射频温、湿度监控系统，顾名思义，首先本设计源于 3GPP 冻结的 NB-IoT（窄带物联网）技术，这种技术属于蜂窝物联网技术。本文旨在设计一个终端产品提供方案，以实现将本地 Sensor 采集的温、湿度信息定时上报到云平台的功能。与传统的 2G 技术的温、湿度监控系统不同，本设计主要的优势体现在功耗低、灵敏度高、覆盖范围广等优点。NB-IoT 用它独有的 PSM 驻网模式，实现了掉电留网的功能，便于快速唤醒和低功耗连接上报。达到-127dB 超强的灵敏度可以在地下四层良好的接收信号。广泛的覆盖范围和万级的承载量使得 NB-IoT 的终端可以多种多样。本文还采用了一颗专用于温、湿度低功耗监控的 MCU，包含五种之多的可选择地低功耗模式，STM8L151G6 很适合此超低功耗之名，再加上华为 Hi2110 的 NB 芯片为主体。本文以功耗理论计算和实际功耗测试结合，实现了超低功耗温、湿度监控系统的搭建，最终可以实现平均功耗 500uA 以内，以一块 3000mA 的手机电池为例，能量转换效率换算后，可供本设计工作 11 年以上。
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