丁振杰,李玉秋,赵昌友,刘玉梅

(亳州职业技术学院，安徽 亳州 236800)

随着物联网的发展，物联网终端的需求越来越旺盛，在资源有限或者偏远的应用场景里，不可能给所有的物联网终端设备拉线供电，导致很大部分终端需要电池供电。然而电池技术迟迟未有重大突破，电池容量有限，且频繁更换电池势必会增加大量的人力成本。因此，对于电池供电的应用场景，能耗的高低直接影响产品的生存周期，低功耗工作方式就显得尤为重要，尤其是针对环境相对恶劣的森林、沙漠地区等。物联网设备功耗做得越低，产品的使用周期相应延长，越能减少电池更换的频次，从而节约了维护成本。

1 系统框架

物联网终端是物联网的关键设备，一般由微控制单元(microcontroller unit, MCU)处理模块、外围感知接口、通信接口三部分组成[1-4]。MCU模块对外围感知器件采集的各种信号进行数据分析、校验并将数据通过窄带物联网(narrow band internet of things，NB-IoT)通信模组传输到物联网(云服务器)，前端再从服务器取出相应的传感器数据，以可视化页面的形式呈现出来，系统框架图见图1。

图1 系统框架图

2 系统硬件设计

系统通过采用低功耗的MCU芯片，搭载多种低功耗传感器，如温湿度传感器、红外感应器、RFID读卡器等，以及低功耗NB-IoT通信模组，从而实现超低功耗。

2.1 MCU模块

处理器的功耗对于物联网设备至关重要。系统采用的MCU是STM32L 071芯片，ARM Cortex-M0+内核的32位微控制器，意法半导体的超低功耗系列，有非常优秀的低功耗表现[5]。L0系列产品在待机模式下功耗仅为0.27 μA, 正常运行模式下功耗也仅为88 μA,有低功耗运行、睡眠、低功耗睡眠、停止、待机等多种低功耗模式；……