1 引言

用于资产跟踪的无线传感器标签可监测温度、湿度、环境光或其他环境参数，并且通常通过低功耗短距离无线网络将数据传输到网关。若要对全球冷链提供支持则需要正确处理对时间和温度敏感的货物，并能够远程控制具有类似运输要求的食品、药品和其他货物。

图 1-1 传感器标签在冷链中的应用

在图 1-1 所示的应用中，关键功能是读取各种传感器以及在低于 1GHz、2.4GHz 或这两个射频频段中提供低功耗无线连接。超低功耗双频无线 MCU（例如 CC1352P 器件）将通用微控制器、专用传感器控制器引擎外设和无线连接的功能集成到单个器件中。

低功耗传感应用有两种传统解决方案：常见的是标准待机 方法，在这种方法中，MCU 会始终维护实时时钟 (RTC) 及其 RAM 内容，在不访问传感器器件时以低功耗模式运行。

第二种解决方案是采用占空比 方法，在这种方法中，会在两个传感器读取周期之间打开和关闭整个系统电源，MCU 会丢失其 RAM 和 RTC 内容，而纳米计时器器件跟踪占空比周期。这种方法可在关闭（断电）状态下实现超低功耗，通常在 50nA 的范围内，如可实现 10 年以上纽扣电池寿命且适用于低于 1GHz 的星形网络的湿度和温度传感器节点 中所述。

此报告介绍了一种全新解决方案，被称为传感器控制器 方法，这种方法是标准 和占空比 方法的组合，具有下列功能：

1. CC1352P MCU 在待机 模式下运行，直接由电池供电。因此不需要任何外部器件，例如纳米计时器和超低泄漏负载开关。
2. 传感器控制器引擎 (SCE) 外设实现了与传感器之间的 I2C 通信和数据传输（而在其他两种解决方案中，此任务是由 Arm®Cortex®-M4F MCU 内核处理的）。
3. 使用一个通用 IO 引脚，当传感器关闭且未进行任何 I2C 通信时，SCE 会关断 SCL 和 SDA 线的两个上拉电阻器。
4. 在待机模式下，SCE 会将传感器数据存储 在用户可配置的缓冲区 中（最长 3K 字节），并一次性将这些缓冲区数据块传递到 Arm Cortex-M4F 内核。
5. Arm Cortex-M4F 内核根据所使用的数据协议创建一个具有用户可配置有效载荷长度的数据包，并以无线方式发送。
6. 可选：使用一个通用 IO 引脚，SCE 为传感器器件通电 或断电（具体取决于传感器读取的占空比）。

图 1-2 所示为传感器控制器（或基于 SCE）方法的方框图。请注意，尽管此图看起来与常用的待机 方法相同，但专用 SCE 超低功耗外设自主处理 I2C 协议，因此需要考虑硬件差异。两个专用 IO 引脚用于为传感器（此处为 HDC2010 器件）和 I2C 上拉电阻器提供电源。这些由 SCE 控制的 IO 引脚可支持传感器电源引脚（如果需要）和电阻器的占空比，从而实现真正优化的低功耗解决方案。

图 1-2 用于监测温度和湿度的 SensorTag 或数据记录器解决方案，具有超低功耗（I2C 总线和 GPIO 引脚）

本报告介绍了一种解决方案，其中 CC1352P 器件利用其传感器控制器引擎配置 HDC2010 以定期读取温度和湿度数据。该解决方案可用作温度和湿度监测或数据记录器器件的开发平台。如果这仅取决于 HDC2010 或 HDC2080 器件的功能，则温度和湿度的监测周期是可配置的，跨度从毫秒到秒不等，因为 CC1352P MCU 会持续供电并使用实时时钟运行 TI RTOS。根据应用的要求，可在任何由用户定义的时间段之后进行唤醒和传感器读数。