水质监测 · 低功耗电源管理
📘 30章 完整目录
01
课程导论
水质监测概述
低功耗重要性
目标与路径
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02
系统架构概览
典型组成
传感器节点
数据采集传输
电源管理
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03
电源需求分析
传感器功耗
微控制器功耗
无线模块功耗
总功耗估算
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04
电池选型与特性
锂离子/锂亚硫酰氯/碱性
容量与放电曲线
寿命估算
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05
低压差稳压器(LDO)基础
工作原理
压差/静态电流/PSRR
选型指南
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06
LDO在监测系统中的应用
为传感器供电
为MCU供电
低静态电流实例
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07
DC-DC转换器基础
Buck/Boost/Buck-Boost
效率曲线
开关频率选择
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08
DC-DC在监测系统中的应用
高效升压供电
降压数字电路
实例电路设计
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09
电源路径管理
理想二极管/OR-ing
负载开关
自动切换电池/外部
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10
电池充电管理
CC/CV充电原理
充电IC选型
太阳能充电方案
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11
超低功耗微控制器选型
STM32L/MSP430/EFM32
关键参数对比
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12
MCU低功耗模式
Sleep/Deep Sleep/Standby
唤醒源配置
功耗实测
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13
传感器低功耗策略
休眠与唤醒
降低采样频率
减少预热
pH传感器实例
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14
无线模块低功耗策略
LoRa/NB-IoT/BLE对比
数据包优化
发射功率控制
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15
电源管理集成电路(PMIC)选型
集成电源芯片
能量收集芯片
适用PMIC
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16
能量收集技术基础
太阳能/温差/振动
适用场景分析
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17
太阳能供电系统设计
太阳能板选型
MPPT技术
储能电容计算
实例
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18
电源监控与测量
电压/电流检测
库仑计
电量监测芯片
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19
低功耗PCB设计要点
电源走线宽度
去耦电容布局
地平面
减少漏电流
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20
电源管理固件架构
状态机设计
任务调度
功耗模式切换
代码示例
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21
动态电压与频率调节(DVFS)
原理
MCU实现
功耗节省评估
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22
外围电路功耗优化
上拉/下拉电阻
电平转换功耗
隔离电路
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23
系统休眠与唤醒策略
定时唤醒
外部事件唤醒
RTC配置
休眠电流优化
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24
数据采集与传输功耗平衡
本地缓存
批量传输
压缩算法
自适应策略
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25
电源管理仿真工具
LTspice仿真
功耗估算工具
TI Power Estimator
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26
原型测试与调试
万用表测电流
示波器电源纹波
功耗分析仪
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27
现场部署与长期运行
电池更换周期
环境适应性
远程监控电源
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28
案例分析：LoRa水质监测节点
电源设计
功耗实测
优化前后对比
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29
案例分析：NB-IoT浮标系统
电源设计
太阳能+电池混合
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30
课程总结与未来趋势
低功耗要点回顾
边缘AI/新型电池
学习资源
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