设计具有Sub-1 GHz的无线运动检测器系统

运动检测器广泛部署于家庭、商业楼宇和其他设施中，当感知到指定区域有人员存在时，其会发出通知。检测器通过声音、光线或有线和无线传输方式将这些通知传送到其他装置，如控制面板、报警或云应用。

基于无线运动检测器的系统更容易安装和扩展，因为其消除了通过穿墙布线的麻烦。一些典型的感测方法包括被动红外（PIR）、超声波发射器和微波发射器。无线运动检测器系统安装在室内或户外，主要用作入侵检测系统，由于其射频（RF）性能优良、功耗低、成本低，因此通常使用Sub-1 GHz无线技术。

使用SimpleLink Sub-1 GHz无线MCU进行设计

作为SimpleLink™微控制器（MCU）平台的一部分，TI的片上系统（SoC）Sub-1 GHz解决方案（CC13x0无线MCU）可在单个芯片上提供低功耗和外设丰富的MCU，带有集成RF解决方案。在传感器系统（如下图1所示）中，低功率无线MCU作为系统的主要MCU运行，可直接与传感器或放大器、滤波器或比较器进行连接。CC1350和CC1310无线MCU还具有用于控制外设的集成电路（I2C）、通用同步接收器/发送器（UART）或串行外设接口（SPI），及用于模拟的12位模数转换器信号采样。

通过选择片上系统无线MCU代替芯片组解决方案（单独的MCU和RF收发器），您可获得更好的集成度、尺寸和成本。主MCU基于ARM®Cortex®-M3架构，其中包含适用于您的应用和协议的充足的闪存和RAM。

 

图1：无线运动检测器框图

低功耗

极低的关断或备用电流模式（分别为0.185μA和0.7μA），51μA/ MHz每秒百万指令（MIPS）消耗，以及接收器（5.4mA）和发送器（10dBm时为13.4mA）建立了低功耗设计的基础。另外，一种称为传感器 —— 控制器模块的新型低功率执行单元监视传感器，而系统的其余部分（主MCU）保持休眠状态。这使得系统每秒可以消耗低达0.95μA的ADC读数。

在典型的运动检测器系统中，传感器控制器连续监测传感器。从下图可以看出，一旦触发，控制器会唤醒主MCU，然后主MCU将通知发送到中央单元。

图2：典型用例配置文件

软件

SimpleLink Sub-1 GHz CC13x0软件开发工具包（SDK）为RF通信提供了两个简易选项。第一个选项称为Easylink，它是一个专有的RF接口，使用其中一个受支持的调制，以及一个基于标准的802.15.4g堆栈用于星型拓扑。使用Easylink，您可以使用自己的协议，并向现有的无线系统添加运动检测器。如果您没有专有协议，TI 15.4堆栈可能更适合您。其标准访问机制包括确认、安全功能和跳频选项——可帮助您防范RF干扰、网络攻击和嘈杂环境的工具。TI还提供端到端的传感器到云解决方案，可实现传感器节点之间的双向通信，以及云提供商进行监控和控制。

双模式系统

CC1350无线MCU支持Sub-1 GHz和Bluetooth®低功耗连接。添加蓝牙低功耗连接为新型和高级应用提供了新的选择。蓝牙低功耗技术为运动检测器系统添加了本地用户界面（以最低的成本），因此最终用户可以直接与每个智能设备进行通信，从而在整个系统中设置配置和提取信息。图3所示为具有多个运动检测器的电力室。这些传感器正在形成一个Sub-1 GHz网络，以相互连接和进行报警。但是由于这些设备还具有蓝牙低功耗连接，因此可以使用智能手机或平板电脑进行访问。

图3：具有蓝牙低功耗的无线运动探测器系统

系统管理使用蓝牙低功耗

为设置此系统，手机或平板电脑通过蓝牙低功耗连接到运动检测器，并传输Sub-1 GHz网络的网络属性和安全凭证。完成网络配置后，运动检测器切换到Sub-1 GHz模式并连接到Sub-1 GHz网络。您可以使用手机或平板电脑界面为运动传感器配置其它选项，例如检测模式、灵敏度、日特定模式等。您还可以通过检查手机上的网络状态来轻松测试系统，而无需等待报警声响。