一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路的制作方法
【專利摘要】一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路，包括邏輯電路、采樣控制電路、輸出電路及電源部分；所述邏輯電路監(jiān)測傳感器的狀態(tài)，當(dāng)檢測到傳感器變化超過設(shè)置門限后，邏輯電路輸出控制電平，喚醒采樣控制電路，使采樣控制電路加電工作；所述采樣控制電路完成傳感器的信息采樣，記錄并分析采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)論輸出控制信號，驅(qū)動輸出電路輸出動作或指令。本實用新型實現(xiàn)了超低功耗待機(jī)，極大延長了外場工作電池使用壽命，有利于實現(xiàn)設(shè)備小型化設(shè)計，同時也降低了維護(hù)成本。
【專利說明】一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于傳感器監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳感器監(jiān)測電路一般都是通過判斷傳感器狀態(tài)，實現(xiàn)特定的動作或指令。在外場環(huán)境(包括海面、地下等)中傳感器監(jiān)測電路處于無人值守狀態(tài)，使用電池供電，并且更換電池成本較大，需要電路長期處于低功耗工作，工作電流指標(biāo)直接關(guān)系到該電路需要多大容量電池、能夠持續(xù)工作多長時間。此外在保持長期低功耗后，需要在執(zhí)行動作時能夠瞬間釋放大電流。已有傳感器監(jiān)測電路通?？梢苑譃閮深惸Ｊ?采用模擬電路監(jiān)控方式和采用低功耗數(shù)字芯片監(jiān)控方式。前一種采用分離器件搭建邏輯分析及判決電路，雖能可以通過精心調(diào)整電路結(jié)構(gòu)及阻容值實現(xiàn)低功耗，缺點是不能進(jìn)行精確判斷傳感器狀態(tài)，不能設(shè)計復(fù)雜輸出指令；后一種主要采用低功耗數(shù)字芯片，缺點是數(shù)字芯片和外圍電路功耗較大，即便是使用當(dāng)前最低功耗的數(shù)字芯片，加上外圍電路后也不能實現(xiàn)uA級以下的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于針對以上現(xiàn)狀分析，提出一種融合邏輯電路和數(shù)字芯片的超低功耗傳感器監(jiān)測電路，使兩種電路的優(yōu)缺點互補(bǔ)，在保留精確采樣、靈活配置能力的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了超低功耗待機(jī)，極大延長了外場工作電池使用壽命，有利于實現(xiàn)設(shè)備小型化設(shè)計，同時也降低了維護(hù)成本。
[0004]本實用新型的技術(shù)解決方案:一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路，包括邏輯電路、采樣控制電路、輸出電路及電源部分；所述邏輯電路監(jiān)測傳感器的狀態(tài)，當(dāng)檢測到傳感器變化超過設(shè)置門限后，邏輯電路輸出控制電平，喚醒采樣控制電路，使采樣控制電路加電工作；所述采樣控制電路完成傳感器的信息采樣，記錄并分析采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)論輸出控制信號，驅(qū)動輸出電路輸出動作或指令。
[0005]所述邏輯電路由監(jiān)測電路、脈沖觸發(fā)電路、低功耗匹配電路及喚醒輸出端組成；監(jiān)測電路的輸入端與傳感器的信號輸出端連接，監(jiān)測電路的輸出端與脈沖觸發(fā)電路的輸入端連接，脈沖觸發(fā)電路的輸出端與低功耗匹配電路的輸入端連接，低功耗匹配電路的輸出端與喚醒輸出端連接。
[0006]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果:
[0007]1、超低功耗。該電路在監(jiān)測傳感器過程中，由于只采用邏輯電路監(jiān)測傳感器狀態(tài)，并合理設(shè)計觸發(fā)脈沖及其他可能存在漏電的電路，實現(xiàn)了工作低功耗，在常溫下工作電流不大于IuA (實測數(shù)據(jù)0.5?0.7uA)，在低溫_40°C、高溫70°C條件下，工作電流也不大于5uA。
[0008]2、工作時間長。由于電路的超低功耗電流，按照已配置的電池容量預(yù)計，傳感器檢測狀態(tài)下的工作時間超過10年，特別適用于一些不能更換電池的場合，一次安裝后使用時間更長，對于可更換電池的設(shè)備，在更大程度上也能降低維護(hù)成本。[0009]3、采用8位A/D對傳感器狀態(tài)進(jìn)行精細(xì)采樣，并結(jié)合邏輯電路指示狀態(tài)，對采樣信號進(jìn)行處理、分析及判決等。能夠輸出3A電流，能完成做功、必要的觸發(fā)動作，如果配置小體積的燃料電池，可以釋放IOA以上的電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的電路方框圖，
[0011]圖2是本實用新型邏輯電路的電路方框圖，
[0012]圖3是本實用新型邏輯電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖1、2、3描述本實用新型的一種實施例。
[0014]一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路，包括邏輯電路、數(shù)字采樣控制電路、輸出電路及電源部分；所述邏輯電路監(jiān)測傳感器的狀態(tài)，初步判斷傳感器變化，當(dāng)檢測到傳感器變化超過設(shè)置門限后，邏輯電路輸出控制電平，喚醒數(shù)字采樣控制電路，使數(shù)字采樣控制電路加電工作；所述數(shù)字采樣控制電路完成傳感器的信息采樣，記錄并分析采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)論輸出控制信號，驅(qū)動輸出電路輸出動作或指令。所述邏輯電路由監(jiān)測電路、脈沖觸發(fā)電路、低功耗匹配電路及喚醒輸出端組成；監(jiān)測電路的輸入端與傳感器的信號輸出端連接，監(jiān)測電路的輸出端與脈沖觸發(fā)電路的輸入端連接，脈沖觸發(fā)電路的輸出端與低功耗匹配電路的輸入端連接，低功耗匹配電路的輸出端與喚醒輸出端連接。
[0015]邏輯電路是整個電路的核心，也是超功耗設(shè)計的關(guān)鍵。如圖3所示，邏輯電路選用低功耗門電路⑶4093、⑶4001 (要求靜態(tài)電流小于luA)、三極管(要求開路Iras小于IuA)設(shè)計監(jiān)測電路。由于門電路輸入阻抗為高阻，漏電流極小，輸出電平在常態(tài)下設(shè)計為高電平，避免電源通過門電路內(nèi)部產(chǎn)生的灌電流。二極管7V3正端采用高阻控制，防止7V3反向漏電流在高溫下偏大導(dǎo)致電池漏電。在傳感器狀態(tài)超過閾值的瞬間，電容7C27和電阻7R10產(chǎn)生尖峰脈沖通過7N1C后整形為脈沖信號，產(chǎn)生喚醒信號并通過后續(xù)電路保持，即使傳感器狀態(tài)再發(fā)生變化也能使采樣控制電路加電工作。輸出電路由采樣控制電路控制，主要完成大電流的輸出，能夠輸出3A的大電流，作為做功、動作等所需要的能量。電源部分采用鋰電池，按照2.4AH容量計算，以20uA電流放電能持續(xù)放電lOOOOOh，同時配合混合層電容(HLC)和溫度保護(hù)電阻，能釋放短時大電流。
【權(quán)利要求】
1.一種超低功耗傳感器監(jiān)測電路，其特征是:所述監(jiān)測電路包括邏輯電路、采樣控制電路、輸出電路及電源部分；所述邏輯電路監(jiān)測傳感器的狀態(tài)，當(dāng)檢測到傳感器信號變化超過設(shè)置門限后，邏輯電路輸出控制電平，喚醒采樣控制電路，使采樣控制電路加電工作；所述采樣控制電路完成傳感器的信息采樣，記錄并分析采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)分析結(jié)論輸出控制信號，驅(qū)動輸出電路輸出動作或指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗傳感器監(jiān)測電路，其特征是:所述邏輯電路由監(jiān)測電路、脈沖觸發(fā)電路、低功耗匹配電路及喚醒輸出端組成；監(jiān)測電路的輸入端與傳感器的信號輸出端連接，監(jiān)測電路的輸出端與脈沖觸發(fā)電路的輸入端連接，脈沖觸發(fā)電路的輸出端與低功耗匹配電路的輸入端連接，低功耗匹配電路的輸出端與喚醒輸出端連接。
【文檔編號】G05B19/042GK203720582SQ201320875515
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】趙朋斌, 李少飛, 宋斌, 韓瑞 申請人:陜西烽火電子股份有限公司