يمكن لعمر البطارية أن يصنع أو يكسر جهاز إنترنت الأشياء. إذا مات مستشعر مبكرًا, النشر بأكمله يعاني. في عالم البروتوكولات اللاسلكية, لوراوان غالبًا ما يتم الإشادة بتمكين أجهزة الطاقة المنخفضة فائقة. ولكن ما يجعلها فعالة للغاية? وكيف يمكن للمطورين دفعها إلى أبعد من ذلك? دعنا نسير من خلال التأثيرات لوراوان استهلاك الطاقة, كيفية تقليله, وكيف تتراكم ضد بدائل مثل NB-IOT.
لماذا لوراوان® استهلاك الطاقة منخفض？
لوراوان® تم تصميمه مع وضع قوة منخفضة في الاعتبار. عادة ما تظل الأجهزة نائمة وتستيقظ فقط عندما يحين وقت إرسال البيانات. يستخدم الاتصال نفسه تعديل طيف انتشار الغرد, الذي يسمح بنقل المسافات الطويلة عند مستويات الطاقة المنخفضة. ليست هناك حاجة للتواصل المستمر كما في البعض البروتوكولات الخلوية, مما يعني أن الأجهزة يمكن أن تذهب ساعات أو حتى أيام بين عمليات الإرسال.
سبب آخر هو كيف لوراوان® يتعامل مع الوصلات الصاعدة والوصلة الهابطة. في معظم الحالات, الروابط الصاعدة التي يتم تنفيذها في الجهاز والروابط الهابطة اختيارية. هذا النهج الذي يحركه الحدث يتجنب التواصل غير الضروري, إبقاء الراديو خارج معظم الوقت والحفاظ على عمر البطارية.
عوامل التأثير لوراوان® استهلاك الطاقة
وضع النوم/النشط
لوراوان® الأجهزة يقضون معظم حياتهم في وضع النوم. في اللحظة التي يستيقظون فيها - لجمع البيانات أو إرسال رسالة - المسامير الحالية. لهذا السبب فإن إدارة وقت الاستيقاظ أمر بالغ الأهمية. أقل الوقت الذي يقضيه مستيقظًا, انخفض متوسط السحب الحالي. غالب. اختيار الوضع الصحيح والانتقال بسرعة يحدث فرقًا حقيقيًا.
شرائح
نموذجي لوراوان® تعتمد العقدة على جزأين أساسيين لسلوك الطاقة: جهاز MCU و Lora جهاز الإرسال والاستقبال. وضعوا خط الأساس.
على MCU, استخدم أوضاع الطاقة المنخفضة المدمجة جيدًا: نشيط, ينام, نوم عميق, وإغلاق. النوم العميق يبقي ذاكرة الوصول العشوائي والسجلات ويمكن أن تستيقظ من RTC, هيئة مراقبة, أو حدث خارجي. الإغلاق يحافظ على الضروريات فقط مثل RTC ويفقد ذاكرة الوصول العشوائي, لذلك نادرا ما يتم استخدامه. في الممارسة العملية, حافظ على الجهاز في نوم عميق معظم الوقت.
على راديو لورا, الطاقة تتبع الوقت بشكل أساسي على الهواء. عامل الانتشار (SF7 إلى SF12) يحدد معدل البت ووقت البث لإطار معين. يمتد SF أعلى النطاق ولكنه يزيد من وقت البث واستخدام الطاقة. يمكن أن يقلل معدل البيانات التكيفي SF على روابط جيدة لتقصير وقت البث.
تصميم إدارة الطاقة
لا يتعلق الأمر بالرقائق فقط. يشمل تصميم الطاقة الفعال تنظيم الجهد, اختيار المكون, والتحكم في عندما يتم تشغيل الأجهزة الطرفية. على سبيل المثال, أجهزة الاستشعار التي تعمل فقط عند الحاجة - وإغلاقها فورًا - تقلل من نفايات الطاقة. بعض الأجهزة تحكم حتى في تحديث الشاشة أو تردد وميض LED لتوفير الطاقة. خيارات صغيرة هنا تضيف ما يصل.
شبكة & إعدادات
إعدادات إعدادات الراديو على الهواء على الهواء.
- عامل الانتشار: يزيد ارتفاع SF النطاق ولكنه يزيد أيضًا من الوقت على الهواء والطاقة.
- ADR: يمكن أن يقلل معدل البيانات التكيفي SF لروابط جيدة, قطع البث. استخدمه حيث يكون الجهاز ثابتًا في الغالب والروابط مستقرة.
- مؤكدة مقابل الوصلات الصاعدة غير المؤكدة: تضيف ACKS روابط إلى أسفل. تستخدم تأكيد فقط عندما تحتاج إلى تسليم مضمون.
- توجد حدود دورية الإقليمية في بعض النطاقات. إنهم يقيدون عدد المرات التي يمكنك من خلالها الإرسال وقد يجبرون فترات أطول.
كيفية التقليل لوراوان® استهلاك الطاقة?
اختر الحق لوراوان® فصل
اختيار الحق لوراوان® الفصل يدور حول احتياجات الوصلة الهابطة. إذا كنت تتساءل كيفية اختيار فئة LoRawan®, ابدأ بالفئة A لجميع أجهزة البطارية تقريبًا. يرسل بجدوله الزمني الخاص, يفتح اثنين من النوافذ المستقبلة قصيرة, ثم يعود للنوم. انتقل إلى الفئة ب فقط عندما تحتاج إلى منارات الشبكة المجدولة. استخدم الفئة C فقط للوصل إلى الوصلة الهابطة القريبة وكن جاهزًا لتكلفة الطاقة.
حدد مكونات الأجهزة المناسبة
استخدام المكونات التي تم تصميمها لارتفاع طاقة منخفضة. اختر أجهزة الاستشعار مع أوقات بدء التشغيل السريعة والتيار الاحتياطي المنخفض. تجنب الوحدات النمطية التي تبقى نشطة جزئيًا في وضع الخمول. اختر MCU مع أوضاع النوم التي تحتفظ بالذاكرة دون تسرب عالٍ. قارن الطاقة لكل دورة, ليس مجرد رقم "تيار نموذجي".
زيادة وقت النوم
الطريقة الأكثر فعالية لتوفير الطاقة هي النوم قدر الإمكان. قلل من عدد الاستيقاظ. قراءات أجهزة استشعار المجموعة معًا حتى تحدث في انفجار واحد. حتى الإعلان عن البلوتوث يمكن أن يكون له تأثير. إذا كان يجب عليك الإعلان عبر البلوتوث, حافظ على الفاصل الزمني الطويل ما لم تكن هناك حاجة واضحة. ضبط فاصل البث بلي من 1 الثانية إلى 6 ثواني تقريبا الاستخدام الكلي للطاقة.
تحسين حجم الحمولة
يستغرق إرسال بيانات أقل وقتًا أقل على الهواء. أقل وقت الهواء يعني أقل طاقة. تقليم حمولاتك. استخدام تنسيقات مضغوطة. تجنب تسجيل البرامج الثابتة المتكررة أو قيم زائدة عن الحاجة. إذا كان المستشعر بحاجة فقط إلى الإبلاغ عندما تتغير القيم, استخدم تحديثات العتبة أو الدلتا لخفض الرسائل غير الضرورية.
تقليل اتصال الوصلة الهابطة
يتلقى تلقي البيانات الطاقة أيضًا. إذا كنت لا تحتاج إلى أوامر عن بعد, تجنبهم. تخطي الرسائل المؤكدة ما لم يكن ذلك ضروريًا للغاية. أقل شكر وتقدير وردود الشبكة المعنية, كلما كانت بطاريتك أفضل. لوراوان® يعمل بشكل أفضل عندما تتحدث الأجهزة أكثر مما تستمع.
إطالة فاصل الإرسال
تقرير أقل في كثير من الأحيان عندما تسمح الإشارة. بطيئة, لا تحتاج المتغيرات غير الحرجة إلى تقارير مستوى الدقيقة. استخدم مشغلات الحدث المدفوعة للإنذارات ومعابر العتبة. للإشارات السريعة أو السلامة, حافظ على الفاصل الزمني قصير وحجم البطارية وفقًا لذلك. الفواصل الزمنية الممتدة تساعد فقط إذا كان الاحماء المستشعر قصيرًا. ستؤدي عمليات الاحماء الطويلة إلى تآكل المكسب.
خاتمة
بناء جهاز IoT ذي الطاقة المنخفضة للغاية على لوراوان® يأخذ أكثر من اختيار الشريحة الصحيحة. يتطلب نهج مستوى النظام: ضبط جداول النوم, قطع الحمولات, إدارة وقت البث, اختيار الأجهزة الفعالة, والحفاظ على هدوء الراديو الخاص بك كلما كان ذلك ممكنا. لوراوان®مرونة وطبيعة خفيفة الوزن تجعلها مرشحًا قويًا للتطبيقات التي تعمل بالطاقة البطارية. ولكن كم من الوقت يستمر الجهاز يعتمد على ما يفعله, كم مرة يتحدث, ومدى تصميمه بعناية. إذا كنت جادًا في السلطة, ابدأ بالأساسيات. النوم أكثر. أرسل أقل. قياس كل شيء.
الدردشة الآن