采用硬币电池供电的OpenThread传感器板可以连续三年每20秒发送一次数据

猴子商店的螺纹传感器标签是连接到Openthread网络的压力,湿度,温度和光传感器,并且能够在距单个硬币电池电池左右三年内每20秒传输MQTT / UDP数据。

提醒一下,OpenThread是巢实验室(现在谷歌/字母表)在2016年推出的线索IOT网络协议的实现。这迄今未被广泛使用,但我们确实写了亚博体育官下载MKR SharkyPro开发板通过STMicro支持OpenThreadSTM32WB5MMG而Monkey Store告诉我们谷歌和苹果都在开发支持物联网协议的设备。

线传感器标签开线板

螺纹传感器标签规格:

  • 无线模块—Minew MS88SF2基于Nordic SeminRF52840多协议2.4GHz无线Cortex-M4微控制器
  • 传感器
    • VEMLS6030 I2C光传感器
    • MS8607压力、湿度和温度传感器
  • I/ o - 7x通孔Tx/Rx, 1x GPIO, 3.3V, GND,和CLK信号
  • MISC - RGB LED,用户和重置按钮
  • 电力 - 硬币电池电池
  • 电力消耗
    • 深睡眠 - 3.19μA
    • 传感器采集- 54µA
    • 唤醒周期1.7秒包括RF - 125μA
  • 尺寸- 36×33厘米

NRF52840板上的硬币电池电池

我们已经在介绍中说过,板通过MQTT/UDP传输传感器数据。但更确切地说,传感器和电池数据通过UDP发送以节省电力,运行Python脚本的Border Router将它们打包成MQTT消息,发送到Node-RED之类的平台或物联网云服务,以进行可视化和处理。

数据通路
OpenThread传感器数据可视化Node-RED仪表板
节点红色的数据可视化

线程传感器标签是开源硬件,有KiCAD设计文件和基于zephyr的固件可用Github上,详细的文档,包括如何设置树莓派作为边界路由器,可以在家庭智能网的网站上找到。

两周前,Thread Sensor Tag的售价为49.95美元,但现在可以购买了廷迪以29.95美元

通过Hackster.io

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35.评论
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DurandA
DurandA
14天前

对于那些想知道的人来说,MQTT/UDP就像是没有代理的MQTT- sn的简化版本https://mqtt-udp.readthedocs.io/en/latest/#faq

4天前

我们在sensorTag软件栈中使用的udp mqtt甚至比提到的mqtt/udp参考更简单。我只是简单地发送一个包含“topic{json_payload}”的文本有效负载,仅此而已,它只用于在服务器端配置的broquer上广播传感器。在网关上运行的python脚本只有几行代码,请参阅repo链接中的脚本。
https://github.com/homesmartmesh/raspi/blob/master/py/thread_tags/thread_tags.py.

Jon Smirl
14天前

10年的硬币电池使用BLE....

低功耗PIR运动探测器与蓝牙智能和10年硬币电池寿命参考设计
https://www.ti.com/tool/tida-00759.

Monkey Store可能会使用一些来自TI设计的技术来延长他们设备的电池寿命。这种设计使用了一些非常低的功率芯片。

Jon Smirl
14天前

TI每天发送168条消息。每9分钟一次。这个时间是可变的,由PIR所看到的事件驱动。
https://www.ti.com/lit/ug/tidubl2b/tidubl2b.pdf

在电源供应中有一些技巧,他们长时间断开电池,并在睡眠时从电容器跑掉。我认为这是延长10年寿命的关键。

这个参考设计将会像宣传的那样工作。德州仪器是一家非常好的工程公司。

第9页的假设
https://www.ti.com/lit/swra562c/swra562c.pdf.

威利
威利
14天前

在如此低的电流下,我认为通过收集附近射频发射的电流,使用一个微型太阳能电池板,甚至通过留下一根电线来收集静电,来部分地给你的电容器充电是可以想象的

雅克
13天前

太阳能电池板在室内产量非常小,你很快需要获得相当大的面板,得到任何有价值的东西,而且大小,成本和复杂性将远远超出简单的挑选正确的电池。但我会爱一个人告诉我

威利
威利
13天前

我们曾经拥有桌面计算器,耗尽3cm²面板。可以在室内(特别是棕色的,在室内产生几微米,我认为它们是单晶硅氏醇植物。

雅克
13天前

您的第二个链接(第9页的假设)是具有子1 GHz链路的不同用例和不同的芯片(以及ACK和重传和Keepalives)。BLE案例的假设位于第一个链路的第2页和第32页。注意,这里没有ACK或重传,没有周期性的BLE广告,以及关于事件的非常简单的(和短的)广告,仅在事件上(开始检测移动)和OFF事件(不再检测到移动)。到目前为止,不是真实用途案例。

Jon Smirl
12天前

这里有Pro和Cons。传感器真的需要不断宣传吗?我不认为他们做了,谁在倾听?并确实需要对他们的活动进行acks?我不认为他们这样做。甚至有技术问题,如果多个设备收听传感器,该怎么办?请注意,由于某人在PIR周围移动,将触发多次发送多个事件的时间。一个Big Pro-10年的电池寿命。对于现实生活,您将在附近的电源设备中代理传感器。那些代理使传感器看起来像永久连接......阅读更多»

雅克
12天前

如果您有一个BLE传感器,您可能希望它宣传(甚至不经常),因此您可以连接到它来管理它(从电话或网关)。对于发送数据的传感器,如果您错过了一些(例如,无论如何随时随地的电力,天然气或水表)没有识别的数据包不是问题。对于在帖子传感器中的环境数据(温度,湿度等)可能是相同的。这就是为什么那些是洛拉瓦的理想场景,其中Acks往往是一个问题。对于PIR探测器,获取数据......阅读更多»

Jon Smirl
10天前

当运动发生时,PIR会触发多次,所以它会发送多个包。

大卫张
13天前

乔恩,

我不确定TI是否包括PIR传感器的功耗。从使用的部分的零件的规格,它们约为1.6 ua亚博体育官下载不包括PIR传感器。PIR传感器必须开着才能产生唤醒信号。
通用PIR传感器功耗可能为1-3次。有低功率的PIR传感器,电流下降到1uA,这在该级别变得昂贵。

大卫

威利
威利
13天前

一些廉价的产品使用很低。我曾经在靠近我门的廉价AA电池供电的室外灯中。它在灯中死亡的东西之前工作了3年,在几天内始终打开并耗尽电池。

雅克
12天前

1-3W吗?即使是非常便宜的传感器也比它低4个数量级。一个便宜的PIR传感器使用大约50µA,相当于大亚博体育官下载约165µW在3.3V。诚然,50µA比所引用的1.6µA多得多,但远不是1-3W。还要记住,PIR传感器本身(接收红外信号并发出信号的部分)不需要任何电源,根据定义它是被动的。除此之外,只有很少的电路才能使它成为一个需要电流的可用信号(放大器和比较器),在他们的例子中,他们把电流减少到大约0.5µa,亚博体育官下载......阅读更多»

大卫张
11天前

威利、雅克、乔恩,谢谢你们提供的信息。我通过快速搜索找到了PIR号码。如果模块是被动的,那么它是可能的。TI所使用的PIR模块没有提及功耗和泄漏电流。两个功率安培各消耗346-471nA;两个比较器消耗150nA。当我们把这四个部分加起来时,不包括漏电等其他电流损耗,合计为最小1uA。快速搜索给出了PIR传感器的最低功耗为1uA。如果1uA是通电时的电流消耗,还有漏电......阅读更多»

Jon Smirl
10天前

我相信这是他们使用的PIR,但它已经停止了,因为包装变化。在新包中也有类似的pir。

https://www.murata.com/en-us/products/productdetail?partno=IRS-B210ST01-R1

Jon Smirl
12天前

PIR权力包括在TI号中。请注意,TI没有使用它们直接接口到PIR芯片的PIR模块。

菲利普·布卢姆
菲利普·布卢姆
14天前

3年的硬币电池。打开线程,每20秒?我高度怀疑。

Jon Smirl
14天前

从TI号码中投射,这只猴子商店设备只会将其制作三个月,而不是三年。

Mirko.
Mirko.
5天前

我已经运行了更长时间 - 但是设备不途径!它的昏昏欲睡的设备。它在当前正在运行的设置中唤醒每3个,并将其数据发送到3个月。如果我们制作30秒而不是3秒(仅用于测试),它将持续更长时间。线程实际上是相当低的功率,并且也快速,连接是无时间完成的。该范围是脱脂的 - 它的蓝牙范围,这并不多。

大卫张
13天前

这可能是可行但非常具有挑战性的。作为比较,新的超低功耗无线振动传感器SVT200-V可以获得样本,分析数据,每2秒钟的发送结果,最多五年:https://www.broadsens.com/sensors/wireless-low-power-sensors/
SVT200-V的电池容量为1200mAh(电池寿命估计使用1100mAh)。空闲电流为2.1uA。
如果svt200v每20秒发送一次结果,那么电池容量可以减少到200mAh,使用5年(多2年)。但是SVT200-V没有使用线程。线程消耗更高的能量,因此具有挑战性。

Mirko.
Mirko.
5天前

嘿-我是传感器标签的创造者。实际上,我没想到会有一篇关于我的硬件的文章。亚博体育官下载3年的硬币电池不是不可能的,标签已经在家里运行了好几个月了,我仍然在2.8V,这个固件版本实际上每3个发送数据包!!Thread实际上是为了节能而设计的。

4天前

3年是一个相当保守的预测我,我们使用了电力分布器套件设备PPK2,测量100KSPS的电流消耗,该工具显示了不同阶段,睡眠,醒来,射频的消耗,......其余的是纯数学推断。每3秒的广播电流应力测试显示与这些预测的一致措施。我们还创建了一个与社区讨论的论坛,并从不同的人那里获得反馈。随意看看那里的细节。它甚至可以实现10年的电池寿命,但我没有......阅读更多»

Jon Smirl
14天前

尽管我是添加了802.15.4(这成为线程)到Linux内核的人,我不再是它的主要粉丝。我现在的首选设计返回附近的电源电源代理设备。我绝对不是电池设备的风扇,作为网格中的路由节点。网格与电源功率很好,它们有它们的地方 - 灯泡之间的通用网格是漏洞。我更喜欢BLE的主要原因是您可以使用手机配置设备的初始安全性,而无需一个802.15.4网关。其他......阅读更多»

4天前

你好约翰,谢谢你的提示和反馈,我开发的sw SensorTag,你注意到,内部hw BLE, 802.15.4能够提供服务,我们将非常感激如果你想加入开源项目,为祝福版本或者至少它的体系结构和概念。在我使用开放线程之前,我开发了自己的自定义网格协议,我仍然在UWB应用程序中使用,其中受控射频调度是非常重要的。802.15.4没有成为线程,顺便说一下,它只是一个PHY,被使用......阅读更多»

痒痒刮擦
痒痒刮擦
14天前

看起来更像是5个瑞士法郎的大小,不幸的是,一个人必须在Kicad或Gerbview中打开董事会来获得尺寸。

相当好笑的人在XYZ-Cell上播放这个X年。

我们做了一篇关于4AA电池的zigb亚博体育官下载ee小装置的论文,我想我们也计算了3年。

论文发表后,这个项目就再也没有实现。

威利
威利
13天前

>看起来更像是5瑞士法郎的大小,不幸的是,你必须打开kicad或gerbview的板子才能得到尺寸。

基于底部的2.54毫米孔,对我来说看起来像34.3毫米或1.35英寸。

Mirko.
Mirko.
5天前

尺寸实际上是36 x33mm

我们已经没有测试了3年的设备,这是真的 - 我们只是计算了我们用北欧的PPK II测量的消耗(我强烈推荐它,漂亮的设备)。对于一个周期(睡眠+收集数据+打开线程连接+发送UDP数据包)设备绘制125UA,其需要约1.7s。

你可以在这里读更多关于它的内容:亚博体育官下载https://homesmartmesh.discourse.group/t/thread-sensortag-voltage-and-battery-life/66

Jon Smirl
5天前

北欧设备绝对是非常好的设备,一般使用应该相当于TI设备。但如果你想记录电池寿命,那么德州仪器的设计更好。我有很多板都有来自这两个供应商的芯片。

Mirko.
Mirko.
5天前

哪一个特别是?它也是最后一个价格的问题,但我会/想要检查他们。

Jon Smirl
4天前

德州仪器有很多低功耗广域网芯片。总的来说,TI最有趣的是他们的应用笔记和参考设计。亚博体育官下载他们倾向于做极端的参考设计。仔细研究所有宣称电池寿命为10年的产品,有多种设计。TI有一个多协议版本的芯片,可以运行Thread或BLE。你可以直接从TI购买参考板,如果他们已经提供了。它们通常不到100美元。也可以看看SensorTag。这是他们的BLE/Thread芯片之一,有十几种不同的演示版本亚博体育官下载......阅读更多»

Mirko.
Mirko.
5天前

NRF的睡眠电流是3ua,真的很棒。TI还提供现成的模块,这些模块已经包含了PCB天线等吗?

Jon Smirl
4天前

我不相信TI制造了这些模块。但. .有几十家厂商在销售基于TI芯片的模块。这些模块的质量在地图上各不相同,所以你必须单独评估它们,以确保它们使用低功耗的外围组件。

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