Silicon Labs公司供稿
物联网(IoT)正在将实际国际里的“模仿”事情转换成网络的举动和反响，连在网络中的物联网节点可以监测模仿事情，并且在需求陈述的事情产生时，将其进行转化后经过互联网陈述给运用程序，以完结相应的使命。其中最杰出的物联网运用类别是运用电池供电的传感器
，它们被放置在没有电线的区域来监测事情，并经过无线网络与物联网通讯。大多数状况下，这些产品是一直敞开的、由电池操作的无线传感器，支撑无线协议、一个 MCU 和至少一个 模仿传感器。
面对的应战是在单一电池或一次充电的状况下，如何将产品足以感知环境的续航时刻最大化。
该应战可细化为以下方面：
1. 依据运用程序要求，担任实时感知使命;
2. 完结传感器丈量，一起尽可能少地运用动力;
3. 坚持“周期性作业”MCU 外围设备，并让 CPU 内核尽可能多地处于睡觉状况。
在这种运用中，许多MCU的典型做法是唤醒MCU内核然后运用各种外设去完结传感器丈量(图 1)。当有事情 (例如开门) 需求陈述时，MCU 进行了陈述并回来至其周期性作业规则流程中。这将耗费许多电能，且不能使电池巡航时刻最大化，因为作业的“整个 MCU”中，包含许多外围设备和无关内核作业都在耗费电能。
实际上，这种办法很可能导致较差的客户体会：客户将设备置于其环境中，将其设置在网络上并启用，但几个月之后，设备就因为较差的电池电源办理能力而停止作业。
图1 CPU 在每次丈量中都进行查询并坚持活泼，然后导致较高电能耗费
1物联网运用抱负的电池供电、无线传感器节点解决方案
最佳解决方案将应对以上所述应战中的每一个方面，可在电池一次充电的状况下将产品完结环境感测的作业时刻最大化。
考虑到以上状况，电池供电的物联网传感器设备应供给：
1. 自主而节能的传感器办理和丈量体系;
2. 可对每个传感器进行独立装备的传感器输入/输出、阈值和装备;
3. 低功耗、可装备的逻辑引擎，仅当肯定需求时才会唤醒 MCU;
4. 用认为屡次丈量供给缓存的低功耗内存，并延伸 CPU 唤醒间隔时刻;
5. 低无线功耗。
2 Silicon Labs Gecko 低功耗传感器接口 (LESENSE)
几年前，Silicon Labs 就预见到电池供电的无线传感器运用的重要性。自此，咱们对低能耗的无线、MCU 和传感器技能进行了大规模的投入。
咱们的 Gecko MCU 具有节能型的架构，并供给几种要害体系，使其能更有功率地运作，其续航时刻也善于其他 MCU。
Gecko 和 Wireless Gecko (以下合称“Gecko MCU”) 运用低功耗传感器接口 (LESENSE)、外围设备反射体系 (PRS) 和其他低功耗技能，可以在极低的功耗水平下运作，而一起内核与 MCU的大部分仍处于深度睡觉形式。
上述特性结合其他特性就可以节约许多电能。
表1关于电池供电的物联网传感器体系的要求
3 Gecko LESENSE 概况
LESENSE 是高度可装备传感器接口和体系，可自主接连办理并监控最多 16 个电阻性、电容性或电理性传感器， 并一起坚持芯片全体处于深度睡觉形式，且内核 (CPU) 一直坚持封闭。
LESENSE 包含一个定序器、一个计数和比较器单元、一个可装备译码器，以及用于装备设置和丈量成果存储的 RAM。
1) 定序器可以操作低频振荡器，并经过 PRS 处理与其他外围设备的相互作用，并可为传感器的作业周期和丈量守时。
2) 计数和比较器单元对来自定序器的脉冲进行计数，并将信息与可装备阈值进行比照。
3) 译码器/状况机接纳传感器丈量，并依据最多 16 种可装备状况和相关动作采纳举动。
LESENSE 可装备传感器阈值
当外部事情超越传感器阈值时才唤醒 CPU 并不是一个革命性的概念。本质上，它会将稳定的 MCU 作业周期从图 1 中移至单个事情;当模仿事情超越给定阈值时，MCU 复苏并履行各种举动。
可是，LESENSE 与之不同之处在于，它供给了一个完好的传感器体系，以便办理并监控传感器以及相关的外围 设备，而不需求 CPU 的参加，MCU 参加度也为最低。这便是 LESENSE 的基本概念，而附加功用还进一步拓宽 了概念。
LESENSE 也在不唤醒 CPU 的状况下对数量可装备的阈值事情进行缓冲。这使得体系可以在一段较长的时刻段内监控外部事情。LESENSE 经过自主周期性收集所需的外围设备块 (如模仿比较器、低频振荡器和传感器本身)，以便完结传感器丈量，而 CPU 则坚持在深度睡觉形式。
在以下概念图中，LESENSE 被装备为答应传感器 1 超越其可装备阈值两次之后才唤醒 CPU。
图 2：每个启用 LESENSE 的传感器输入/输出均为独立且可装备的。
LESENSE 也供给附加功用，以办理并监控最多 16 个具有仅有阈值的不同传感器。在运用内置低功耗状况机 (译码器) 时，LESENSE 可在发送中止唤醒 CPU 之前评价几项事情。
在图 3 中，LESENSE 对传感器 2 的事情 1、2 和 3 的丈量信息进行缓冲，并在唤醒中心之前将这些信息与传感器 1 的事情 1 和 2 的丈量数据相结合。这个简略的运用实例选用 LESENSE 的独自装备传感器、低功耗内存 和低功耗状况机。
图 3：在 CPU 中止之前，多个传感器及仅有装备支撑多个事情。
传感器节点从 LESENSE 缓冲丈量中从头校准
因为许多传感器体系在各种不同的环境条件下施行，有必要可以在比如温度、湿度、电源电压、透气性和衔接性等参数不断改变的状况下进行牢靠的操作。
LESENSE 的缓存功用可使 CPU 在被唤醒时从头校准本身多项读数。这样可防止跟着状况的改变产生屡次重复校准的事情，进一步节约动力并供给更大的体系校准样本集。
总结
LESENSE 可使 Gecko MCU 和无线 MCU 监控电阻性、电容性、电理性(和 IR)传感器，一起使能耗较高的内核和大部分 MCU 坚持深度睡觉形式。LESENSE 可以监控最多 16 个运用小于 1 μA 的传感器并供给可装备的阈 值，并供给了可对多个事情进行缓冲的 RAM，以及用于可装备唤醒中止的状况机。
开端了解 Gecko MCU、Wireless Gecko MCU 和 LESENSE：
· 关于 LESENSE 的培训视频
· 关于 LESENSE的培训演示(来自视频的幻灯片)
· 运用阐明
o %&&&&&%传感 LESENSE (AN0028)
o 电感传感 LESENSE (AN0029)
o 电阻传感 LESENSE (AN0036)
o IR 传感 LESENSE (AN0053)
o PRS – 节能外围设备反射体系 (AN0025)
· LESENSE – Silicon Labs 社区
· PRS – Silicon Labs 社区
· Gecko MCU (EFM32)
