一、超低功耗如何实现

    我们知道原来的传感器都是模拟电路，这个测量都是连续而且高功耗的，随着数字电路的兴起，我们所有的采样都已经是离散型，但是为了尽可能的保留被测参数的原始特性，我们的采样速率都很高，从少的每秒几十次到几十兆次。但我们知道，在实际应用中很多参数我们只需要每秒采样甚至每分钟采样就可以，只要这个采样是可靠的。

    那么我们的低功耗的实现方法就出现了，我们可以只使用1%不到的时间来工作，其它的时间都让整个系统包括采样电路处于超低功耗的待机状态，对无线的部分的控制也是这样的，即无线部分的工作时间也是严格控制不要超过1%，这样整个系统的功耗就可以呈现数量级的降低。

    二、采样传感器的选择

    我们知道压力变送器的传感器种类也很多，常见的有扩散硅和电容式的，但是我们在开发的时候发现，电容式的要做成低功耗相对困难一些，这个要实现采样的低功耗，其实从两个方面来做工作，一个是降低采样电路的的工作电流，一个是减少采样的稳定工作时间，很多时候稳定工作时间比电路的功耗更重要，因为每次采样前采样电路才开启，采样完成后采样电路是关闭状态。所以传感器和采样电路能够快速采样并且快速稳定是工作的重点。

    再比如我们常见的环境量如二氧化碳含量的检测，因为传感器的稳定时间太长，所以做成低功耗将变得非常困难，这也是一个传感器发展的方向，快速同时低功耗。

    三、采样方式的处理

    在传感器的数据采样中经常会有一些干扰，所以除了要传感器以及采样电路的低功耗，数据采样后的后期处理也变的非常重要，比如由于追求数据高速采样，但有时候有一定的比例传感器采样的数据是不稳定时候的数据，这里就需要有个判断，即本事采样的数据是否是稳定的数据，发现一些异常的话就需要及时重新采样，以确保采样值的准确稳定。

    四、无线网络的协调和处理

    无线传感器功耗难的地方不是采样的低功耗，更不是待机的低功耗，所以我们碰到好多产品说待机功耗如何如何低，但是却回避了低功耗的重点，重点是无线系统的协调，因为如果无线协调时间比较长的话，功耗是非常大的。例如我们知道无线部分开启的话，即便不发送数据，电流值是不会低于20mA的，发射功耗一般不会低于50mA，如果这一块处理不好，功耗不可能低，这也是为什么我们很多设备号称功耗很低，用的是zigbee的协议，效果很差的原因。我们可以想一下，如果每次数据发送需要100mS时间，也就是十分之一秒，好象时间蛮短的吧，但算一下功耗，一秒发送平均功耗就到了5-10mA ，2000mA的高容量锂电池，也抗不了10天电量就耗光了。

    但是，无线使用的时间也不是想减少就能减少的，因为要防止传感器之间相互冲突，需要做协调，这就需要有一个高效的底层协调协议来实现。大家的教科书里面讲了各种的同步算法，这里就不累述了，这些算法可以综合运用，但也不能拘泥于这些算法，不然就谈不上创新了，大家要有这个意识。

    顺便说一下zigbee 这个协议的出现有其突出的历史地位，没有人能够否认，作为教学的一部分也无可厚非，但是这个标准并不完善，而且实用性不够，这也逼迫我们开发自有的无线传感协议。

    五、工业无线传感器的痛苦道路

    在工业无线传感器领域，有个公司不得不提，那就是爱默生公司，着名的Hart协议产品的供应商，也是世界上着名的工业自动化产品供应商，他们有一个自有协议的Wireless Hart协议的工业无线传感器系列产品，和zigbee协议产品类似，过于短的无中继通信距离，是一个跨越不了的技术短板。不论是zigbee协议还是Wireless Hart协议产品，空旷200多米，有障碍环境20米不到，将使施工和应用变得异常艰难。所以我们被迫研发自有的SWSN协议，将无中继距离扩展5倍，同时功耗却更低。这个过程由于异常困难，整个历程是充满艰辛和痛苦的。

    涉及到卫星通信技术的人都知道，使用一些特殊的编码，比如前向纠错编码，能在功率相同的情况下，大大提高通信的有效距离，这个在无线传感器网络的发展和应用上必将起到不可忽视的作用，因为，更低的功耗，更远的无中继通信距离，永远是无线传感网络发展的问题，彻底的解决了这个问题，无线传感网络的大规模推广才能成为可能。

    六、无线传感器的网络组织

    在zigbee的网络中，有终端节点、路由节点和中心协调器三个设备组成，但是我们在做自有的SWSN协议的时候，力图使这个过程变得简单，同时是分布式的，所以我们将中继、路由和协调功能集成到了我们自有的路由器中，实现了5跳的网络布局，在我们看来，大部分情况下3跳网络就是可以满足要求的，跳数越多，意味着越多的网络延时和越低的数据传输可靠性，这个不以人的意愿为转移的。

    七、低功耗的综合处理

    在无线传感器中，有很多厂商采用自己的低功耗采样电路+独立的无线传输模块来做，所以功耗并不能真正降低下来。只有从低层做自己的协议，将采样、无线协调综合调控起来，才能达到超低功耗，这个事情省不了。

    按照我们的协议处理方式，在无线传感器的所有功耗中，待机功耗占用少，不到10%，采样功耗大概占用10-20%,无线部分的功耗占总功耗的70%左右，这也就意味着，除了协议的高效，还有一个方法也可以降低功耗，那就是每次采样后，我们将采样结果和上次传输的数值进行比较，如果变化很小，小到可以忽略，那么我们为什么还要耗费能量重新传输这个数值呢？

    八、综合应用打通互联

    无线传感器的应用，从来不是独立的，他必须和各种有线传感设备，更大的广域网络互通，做到开放兼容，才能慢慢被市场接受，因此我们的市场化产品里，有很多数据接收设备和数据网关，我们发现，这一块解决好了，用户才能接受我们的产品，否则会距离用户很遥远，还有一个我们坚信的道理：协议是用出来的，不是有些设计院所在实验室里凭空想象出来的。所以现在争论谁的协议好，有点早，大家说是吧。

    另外，我觉得国内的470M频段更适合使用在无线传感器领域，请大家也关注一下，不要国外的人搞2.4G的，我们也跟着搞2.4G的，要先有个理由。