物聯網（IoT）和工業物聯網（IIoT）已成為互聯工廠的代名詞，它們使傳統工廠更加智能化，以獲得更高效率所帶來的收益。如今，工廠監控設備配置越來越普遍，諸如化學品儲罐、泵設備、檢漏設備或火災防控設備等。IIoT的下一階段會涉及工廠連接，并擴展到工廠范圍之外。

將傳統工廠車間之外的資產經濟有效地集成到工廠控制基礎設施中，無線電池供電的感測和控制起著至關重要的作用。當超出工廠原有范圍時，為何電池供電的感測和控制具有重要意義？答案很簡單：工廠通常會隨時間（有時甚至是幾十年）的推移而發展，電池供電的感測和控制功能則可將節點不受限制地置于工廠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無需專用的電源和通信線路，而傳統情況下，擴展到原有工廠車間基礎設施之外，需要電源和通信線材，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可行地集成到工廠環境中，感測和控制節點必須能夠在更長的時間范圍內可靠運行，且無需更換電池或為電池充電。電池供電的感測和控制實現通常在其內核處具有諸如傳感器、低壓處理器和無線通信模塊之類的元素，而所有這些元素都需要以極節能的方式進行操作。

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處于有源狀態時可在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，并仍然實現其低功耗功能呢？答案很簡單：使用TI的AXC電平轉換器系列之類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現低功耗電平轉換，如串行外設接口、通用異步接收器發送器、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的低電壓I/O電平間實現轉換。AXC系列支持低至0.65 V電壓電平的能力使無線電池供電的感測和控制應用進入可將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鉛封裝，有利于電路板IIoT感測和控制中常見的有限空間設計。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所示的鏈路類型在許多工業傳感應用中已經實現，如工廠自動化中使用的通信模塊系統。SN74AXC2T245之類的器件可使傳感器和微控制器在有源模式下高效運行，同時優化睡眠或低功率模式下的電源效率。在有源模式和靜態模式下，SN74AXC2T245自身功耗也非常低。

AXC電平轉換器系列可實現低電壓和低功耗IIoT感測和控制節點。這些節點可擴展到工廠車間原始面積之外。

審核編輯：金巧