【導讀】物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）已成為互聯(lián)工廠(chǎng)的代名詞，它們使傳統工廠(chǎng)更加智能化，以獲得更高效率所帶來(lái)的收益。如今，工廠(chǎng)監控設備配置越來(lái)越普遍，諸如化學(xué)品儲罐、泵設備、檢漏設備或火災防控設備等。IIoT的下一階段會(huì )涉及工廠(chǎng)連接，并擴展到工廠(chǎng)范圍之外。
將傳統工廠(chǎng)車(chē)間之外的資產(chǎn)經(jīng)濟有效地集成到工廠(chǎng)控制基礎設施中，無(wú)線(xiàn)電池供電的感測和控制起著(zhù)至關(guān)重要的作用。當超出工廠(chǎng)原有范圍時(shí)，為何電池供電的感測和控制具有重要意義？答案很簡(jiǎn)單：工廠(chǎng)通常會(huì )隨時(shí)間（有時(shí)甚至是幾十年）的推移而發(fā)展，電池供電的感測和控制功能則可將節點(diǎn)不受限制地置于工廠(chǎng)最初設計中可能從未想到的位置。電池供電的感測和控制節點(diǎn)無(wú)需專(zhuān)用的電源和通信線(xiàn)路，而傳統情況下，擴展到原有工廠(chǎng)車(chē)間基礎設施之外，需要電源和通信線(xiàn)材，從而導致部署困難和成本高昂。
為使電池供電的感測和控制切實(shí)可行地集成到工廠(chǎng)環(huán)境中，感測和控制節點(diǎn)必須能夠在更長(cháng)的時(shí)間范圍內可靠運行，且無(wú)需更換電池或為電池充電。電池供電的感測和控制實(shí)現通常在其內核處具有諸如傳感器、低壓處理器和無(wú)線(xiàn)通信模塊之類(lèi)的元素，而所有這些元素都需要以極節能的方式進(jìn)行操作。
這些內核組件通常需要選擇可能不易于互相操作的器件。例如，在低壓器件及其不同的工作模式中，不同的輸入/輸出（I/O）電壓電平普通存在。低功耗傳感器I/O處于有源狀態(tài)時(shí)可在1.8 V下工作，但是在深度睡眠模式下，I/O可降至1 V以下，以節省電池壽命。類(lèi)似地，處理器和通信模塊的I/O電壓電平可在有源操作期間以2.5 V的電壓運行，然后在低功耗模式下降至更低的電壓。
如何才能將感測和控制設計的內核組件整合，并仍然實(shí)現其低功耗功能呢？答案很簡(jiǎn)單：使用TI的AXC電平轉換器系列之類(lèi)的低功耗電平轉換器器件。該器件不僅支持低功耗操作，還支持將I/O電平降至0.65 V（從3.3 V降至0.65 V）。AXC電平轉換器器件能夠在接口的內核組件之間實(shí)現低功耗電平轉換，如串行外設接口、通用異步接收器發(fā)送器、通用I/O及任何其他推挽接口，也可以在這些器件超低功耗模式相關(guān)的低電壓I/O電平間實(shí)現轉換。AXC系列支持低至0.65 V電壓電平的能力使無(wú)線(xiàn)電池供電的感測和控制應用進(jìn)入可將I/O電平限制在1 V以下的省電模式。
AXC器件的位計數范圍從1到8位不等，低位計數的單通道(SN74AXC1T45) 和雙通道 (SN74AXC2T45、SN74AXC2T245) 器件采用極小型微型四方扁平無(wú)鉛封裝，有利于電路板IIoT感測和控制中常見(jiàn)的有限空間設計。圖1所示為處于有源模式和睡眠模式的微控制器和傳感器鏈路的示例，以及每種操作模式的示例I/O電平。
圖1：有源和睡眠模式下的微控制器到傳感器鏈路
圖1所示的鏈路類(lèi)型在許多工業(yè)傳感應用中已經(jīng)實(shí)現，如工廠(chǎng)自動(dòng)化中使用的通信模塊系統。SN74AXC2T245之類(lèi)的器件可使傳感器和微控制器在有源模式下高效運行，同時(shí)優(yōu)化睡眠或低功率模式下的電源效率。在有源模式和靜態(tài)模式下，SN74AXC2T245自身功耗也非常低。
AXC電平轉換器系列可實(shí)現低電壓和低功耗IIoT感測和控制節點(diǎn)。這些節點(diǎn)可擴展到工廠(chǎng)車(chē)間原始面積之外。
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