使用MRAM的传感网节点模块、传感网节点与传感网制造技术

本发明专利技术提供一种传感网节点模块，包括传感网芯片，传感网芯片包括CPU与射频通信模块，使用MRAM运行软件并存储数据；传感网节点模块还包括电源管理模块，在待机状态电源管理模块停止向CPU、射频通信模块与MRAM供电。本发明专利技术还提供一种传感网节点与传感网。本发明专利技术提供的传感网节点模块、传感网节点及传感网，使用MRAM运行软件并存储数据，重新上电时无需重新加载软件，能够快速启动，有利于降低传感网节点的功耗；在待机状态时电源管理模块停止供电，进一步降低传感网节点的功耗；通过卫星授时信号校准振荡器的频率，能够保证传感网中所有的传感网节点都同时被唤醒，通过自组网的方式将采集到的数据汇集并发送出去。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感网，具体涉及使用MRAM的传感网节点模块、传感网节点与传感网。
技术介绍
目前的物联网/传感网节点的架构，如图1所示，一般射频通信系统会与CPU集成在一个主控芯片上，主控芯片与传感器连接构成传感网节点。每个传感网节点是低成本的探测装置，能够被大量地部署到野外。传感网节点可以通过自组网的方式传递数据，把收集到的数据汇集到根节点上发送出去。软件的代码和数据存储在ROM(不可修改)和NOR/NAND闪存(可修改)中。开机以后需要一个初始化过程，利用嵌入在主控芯片的SRAM运行。可能还需要把软件从闪存中加载到RAM里，这个过程耗时比较长。一般的传感网节点，大部分时间是不需要工作的。只在极小部分时间里需要开启传感器进行测量，必要的情况下开启射频把数据传出去。比如在用于野外监控和国防的系统，把带有振动和红外传感器的节点大面积撒播，只有在探测到疑似入侵者时，才利用自组网的结构把数据发出去。然而由于软件在SRAM中运行，SRAM中的内容在断电时无法保存，启动时必须重新加载软件和数据，造成启动时间较长，因此整个节点必须随时处于待机但是通电的状态，SRAM限制了传感网节点使用电池的待机时间。而传感网节点对功耗的要求非常苛刻，一般要求在使用钮扣电池的情况下，能够工作一年甚至多年，目前的技术几乎无法满足这个要求。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种传感网节点模块，使用MRAM运行软件并存储数据，重新上电时无需重新加载软件，采用电源管理模块，在待机状态时停止向CPU、射频通信模块与MRAM供电，从而达到传感网节点对功耗的要求。本专利技术提供一种传感网节点模块，包括传感网芯片，传感网芯片包括CPU与射频通信模块，传感网芯片还包括MRAM，MRAM用于运行软件并存储数据；传感网节点模块还包括电源管理模块，在待机状态，电源管理模块停止向CPU、射频通信模块与MRAM供电。整个系统中，只有电源管理模块一直处于上电状态。使用MRAM取代现有技术中主控芯片的ROM、SRAM和闪存，由于MRAM中的内容在断电时能够保存，在重新上电启动时，无需重新加载软件，能够瞬间启动，在完成数据采集工作和/或数据传输工作后，电源管理模块停止向CPU、射频通信模块与MRAM供电，进入待机状态。采用这样的传感网节点模块，能够大幅度降低传感网节点的功耗，从而延长电池使用时间，满足实际使用的要求。进一步地，电源管理模块包括计数器模块，计数器模块计数到时，电源管理模块给CPU、射频通信模块与MRAM上电。进一步地，CPU、射频通信模块与MRAM上电后，完成数据采集工作和/或数据传输工作，配置计数器设定下一次上电的时间，并发送指令给电源管理模块停止供电。进一步地，传感网节点模块还包括振荡器，计数器模块利用振荡器进行计数。进一步地，振荡器为集成于传感网芯片的RC振荡器，或者振荡器为分立式晶振。进一步地，传感网节点模块还包括卫星授时信号接收器，卫星授时信号用于校准振荡器的频率。进一步地，卫星授时信号接收器为GPS接收器或北斗接收器。进一步地，电源管理模块集成于传感网芯片，或者电源管理模块为分立式模块。本专利技术还提供一种传感网节点，包括一个或多个传感器以及上述传感网节点模块。本专利技术还提供一种传感网，包括至少一个上述传感网节点。与现有技术相比，本专利技术提供的传感网节点模块、传感网节点及传感网，具有以下有益效果：(1)传感网芯片包括MRAM，使用MRAM运行软件并存储数据，重新上电时无需重新加载软件，能够瞬间启动，有利于降低传感网节点的功耗；(2)在完成数据采集工作和/或数据传输工作后，电源管理模块停止向CPU、射频通信模块与MRAM供电，进入待机状态，而不是像现有技术中处于待机但是通电的状态，能够大幅度降低传感网节点的功耗，从而延长电池使用时间，满足实际使用的要求；(3)通过卫星授时信号校准振荡器的频率，能够保证传感网中所有的传感网节点都同时被唤醒，通过自组网的方式将采集到的数据汇集并发送出去。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是现有技术中传感网节点的结构示意图；图2是本专利技术的一个实施例的使用MRAM的传感网节点的结构示意图；图3是本专利技术的另一个实施例的使用MRAM的传感网节点的结构示意图。具体实施方式如图2所示，本专利技术的一个实施例的传感网节点，包括传感器1、传感器2以及传感网节点模块。传感网节点模块包括传感网芯片、电源管理模块以及晶振。传感网芯片包括CPU、射频通信模块与MRAM，MRAM用于运行软件并存储数据，使用MRAM取代现有技术中主控芯片的ROM、SRAM和闪存，由于MRAM中的内容在断电时能够保存，在重新上电启动时，无需重新加载软件，因而能够快速启动。本实施例中传感网节点模块，在待机状态，电源管理模块停止向CPU、射频通信模块与MRAM供电，而不是像现有技术中处于待机但是通电的状态，进一步降低传感网节点的功耗。因此采用这样的传感网节点模块，能够大幅度延长电池的使用时间，从而达到传感网节点对功耗的要求。需要持续供电的计数器电路和振荡器耗电在微安量级，而传统的方法待机电流在几百微安到毫安的量级。实际使用中，真正需要给整个系统上电的时间只在总时间的千分之几甚至更短，平均使用电流有望降到几十微安的水平。采用钮扣电池供电，传感网节点模块使用一年以上有望实现。电源管理模块包括计数器模块，计数器模块计数到时，电源管理模块给CPU、射频通信模块与MRAM上电。CPU、射频通信模块与MRAM上电后，完成数据采集工作和/或数据传输工作，配置计数器设定下一次上电的时间，并发送指令给电源管理模块停止供电。传感网节点模块还包括振荡器，计数器模块利用振荡器进行计数。本实施例中，振荡器是分立式晶振，如图2所示。传感网节点模块还包括卫星授时信号接收器，卫星授时信号用于校准振荡器的频率。整个传感网的时间同步需要保证，每一个传感网节点都是按自己的振荡器计算时间进行唤醒的。而每一个振荡器的周期都会有小的差异，如果没有一个时间校准机制，就无法保证传感网中所有的传感网节点都同时被唤醒。如果不能同时唤醒，传感网采集到的数据就无法及时发送出去。最简单的振荡器校准方法是：每一个传感网节点模块中包括一个卫星授时信号接收器，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感网节点模块，包括传感网芯片，所述传感网芯片包括CPU与射频通信模块，其特征在于，所述传感网芯片还包括MRAM，所述MRAM用于运行软件并存储数据；所述传感网节点模块还包括电源管理模块，在待机状态，所述电源管理模块停止向所述CPU、所述射频通信模块与所述MRAM供电。

【技术特征摘要】
1.一种传感网节点模块，包括传感网芯片，所述传感网芯片包括CPU与射频通信
模块，其特征在于，所述传感网芯片还包括MRAM，所述MRAM用于运行软件并存储
数据；所述传感网节点模块还包括电源管理模块，在待机状态，所述电源管理模块
停止向所述CPU、所述射频通信模块与所述MRAM供电。
2.如权利要求1所述的传感网节点模块，其特征在于，所述电源管理模块包括计
数器模块，所述计数器模块计数到时，所述电源管理模块给所述CPU、所述射频通
信模块与所述MRAM上电。
3.如权利要求2所述的传感网节点模块，其特征在于，所述CPU、所述射频通信
模块与所述MRAM上电后，完成数据采集工作和/或数据传输工作，配置所述计数器
设定下一次上电的时间，并发送指令给所述电源管理模块停止供电。
4.如权利要求2所述的传感网节点模块，其特征在于，所述传感网节点模块还包

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑾，
申请(专利权)人：上海磁宇信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31