TelosB节点耗能问题

Question

对于TelosB节点，假设该节点的监测时间中，1%的时间工作，99%的时间休眠。仅考虑其中MCU MSP430F1611和射频模块CC2420消耗的能量，则2节5号干电池能够支持该节点工作多久？

Answer 1

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首先，需要计算MCU MSP430F1611和射频模块CC2420在工作和休眠状态下消耗的能量。然后根据工作时间和休眠时间的比例计算每个周期的总能耗。最后得出两节5号干电池能够支持节点工作多久的结论。

1. 计算能量消耗：
   • MCU MSP430F1611的工作电流为1.8 mA，休眠电流为0.4 uA。
   • 射频模块CC2420的工作电流为17.6 mA，休眠电流为0.5 uA。
   • 假设节点的工作周期为1 s，其中0.01 s为工作时间，0.99 s为休眠时间。
   • 计算每个周期的能耗： 工作模式下的能耗 = MCU能耗 + 射频模块能耗 = (1.8 mA * 0.01 s) + (17.6 mA * 0.01 s) = 0.182 mAs 休眠模式下的能耗 = MCU能耗 + 射频模块能耗 = (0.4 uA * 0.99 s) + (0.5 uA * 0.99 s) = 0.894 uAs
2. 计算每秒的平均能耗： 平均能耗 = 工作模式下的能耗 * 0.01 + 休眠模式下的能耗 * 0.99 = 0.182 mAs * 0.01 + 0.894 uAs * 0.99 = 0.00964827 uAs
3. 计算两节5号干电池的总能量： 一个5号干电池的容量为约5000 mAh，两节5号干电池为10000 mAh。
4. 计算节点能够工作的时间： 节点能够工作的时间 = 10000 mAh / 0.00964827 uAs = 103781.18 s ≈ 28.827小时 因此，两节5号干电池能够支持TelosB节点工作约28.827小时。 代码示例（仅供参考）：

MCU_work_energy = (1.8 * 0.01) + (17.6 * 0.01)  # mAs
MCU_sleep_energy = (0.4 * 0.99) + (0.5 * 0.99)  # uAs
average_energy = MCU_work_energy * 0.01 + MCU_sleep_energy * 0.99  # uAs
battery_capacity = 10000  # mAh
working_time = battery_capacity / average_energy  # seconds
working_hours = working_time / 3600  # hours
print("The TelosB node can work for approximately {:.3f} hours with two AA batteries.".format(working_hours))