बैटरी जीवन किसी IoT डिवाइस को बना या बिगाड़ सकता है. यदि कोई सेंसर जल्दी मर जाता है, संपूर्ण तैनाती प्रभावित होती है. वायरलेस प्रोटोकॉल की दुनिया में, लोरावन अल्ट्रा-लो पावर उपकरणों को सक्षम करने के लिए अक्सर इसकी प्रशंसा की जाती है. लेकिन वास्तव में ऐसा क्या है जो इसे इतना कुशल बनाता है? और डेवलपर्स इसे और भी आगे कैसे बढ़ा सकते हैं? आइए देखें कि कौन से प्रभाव हैं लोरावन बिजली की खपत, इसे कैसे कम करें, और यह NB-IoT जैसे विकल्पों के सामने कैसे खड़ा है.
क्यों लोरावन® बिजली की खपत कम है？
लोरावन® कम शक्ति को ध्यान में रखकर डिज़ाइन किया गया है. डिवाइस आमतौर पर सोए रहते हैं और केवल तभी जागते हैं जब डेटा भेजने का समय होता है. संचार स्वयं चिरप स्प्रेड स्पेक्ट्रम मॉड्यूलेशन का उपयोग करता है, जो कम बिजली स्तर पर लंबी दूरी के संचरण की अनुमति देता है. कुछ की तरह निरंतर कनेक्टिविटी की कोई आवश्यकता नहीं है सेलुलर प्रोटोकॉल, जिसका मतलब है कि डिवाइस ट्रांसमिशन के बीच घंटों या यहां तक कि कई दिनों तक चल सकते हैं.
दूसरा कारण यह है कि कैसे लोरावन® अपलिंक और डाउनलिंक को संभालता है. ज्यादातर मामलों में, अपलिंक डिवाइस-आरंभित हैं और डाउनलिंक वैकल्पिक हैं. यह घटना-संचालित दृष्टिकोण अनावश्यक संचार से बचाता है, अधिकांश समय रेडियो बंद रखना और बैटरी जीवन को सुरक्षित रखना.
के प्रभाव कारक लोरावन® बिजली की खपत
नींद/सक्रिय मोड
लोरावन® उपकरण अपना अधिकांश जीवन निद्रा अवस्था में व्यतीत करते हैं. जिस क्षण वे जागते हैं - डेटा एकत्र करने या संदेश भेजने के लिए - वर्तमान स्पाइक्स. इसीलिए जागने के समय का प्रबंधन करना महत्वपूर्ण है. जागते हुए बिताया गया समय उतना ही कम होगा, औसत वर्तमान ड्रा उतना ही कम होगा. माइक्रोकंट्रोलर अक्सर विभिन्न शक्ति स्थितियों जैसे नींद और गहरी नींद का समर्थन करते हैं. सही मोड चुनना और शीघ्रता से परिवर्तन करना वास्तविक अंतर लाता है.
चिपसेट
एक ठेठ लोरावन® नोड शक्ति व्यवहार के लिए दो मुख्य भागों पर निर्भर करता है: एमसीयू और लोरा ट्रांसीवर. उन्होंने आधार रेखा तय की.
एमसीयू पर, अंतर्निहित कम-पावर मोड का अच्छी तरह से उपयोग करें: सक्रिय, नींद, गहन निद्रा, और बंद. गहरी नींद रैम और रजिस्टर रखती है और आरटीसी से जाग सकती है, निगरानी, या कोई बाहरी घटना. शटडाउन से केवल आरटीसी जैसी आवश्यक चीज़ें ही बचती हैं और रैम ख़त्म हो जाती है, इसलिए इसका प्रयोग कम ही किया जाता है. व्यवहार में, डिवाइस को अधिकांश समय गहरी नींद में रखें.
लोरा रेडियो पर, ऊर्जा मुख्य रूप से हवा में समय का अनुसरण करती है. प्रसार कारक (SF7 से SF12) किसी दिए गए फ़्रेम के लिए बिट दर और एयरटाइम सेट करता है. एक उच्च एसएफ रेंज बढ़ाता है लेकिन एयरटाइम और बिजली का उपयोग बढ़ाता है. अनुकूली डेटा दर एयरटाइम को कम करने के लिए अच्छे लिंक पर एसएफ को कम कर सकती है.
पावर प्रबंधन डिजाइन
यह सिर्फ चिप्स के बारे में नहीं है. कुशल पावर डिज़ाइन में वोल्टेज विनियमन शामिल है, घटक चयन, और बाह्य उपकरणों के चालू होने पर नियंत्रण रखें. उदाहरण के लिए, सेंसर जो जरूरत पड़ने पर ही बिजली चालू करते हैं - और उसके तुरंत बाद बंद हो जाते हैं - ऊर्जा की बर्बादी को कम करते हैं. कुछ डिवाइस बिजली बचाने के लिए स्क्रीन रिफ्रेश या एलईडी ब्लिंकिंग फ्रीक्वेंसी को भी नियंत्रित करते हैं. यहां छोटे-छोटे विकल्प जुड़ते हैं.
नेटवर्क & विन्यास
रेडियो सेटिंग्स ऑन एयर समय बढ़ाती हैं.
- प्रसार कारक: उच्च एसएफ रेंज बढ़ाता है लेकिन हवा और ऊर्जा पर समय भी बढ़ाता है.
- एडीआर: अच्छे लिंक के लिए अनुकूली डेटा दर एसएफ को कम कर सकती है, हवाई समय में कटौती. इसका उपयोग वहां करें जहां डिवाइस अधिकतर स्थिर है और लिंक स्थिर हैं.
- पुष्ट बनाम अपुष्ट अपलिंक: एसीएस डाउनलिंक जोड़ते हैं और पुनः प्रयास करते हैं. कन्फ़र्म का उपयोग केवल तभी करें जब आपको गारंटीकृत डिलीवरी की आवश्यकता हो.
- कुछ बैंडों में क्षेत्रीय कर्तव्य-चक्र सीमाएँ मौजूद हैं. वे प्रतिबंधित करते हैं कि आप कितनी बार संचारित कर सकते हैं और लंबे अंतराल के लिए बाध्य कर सकते हैं.
कैसे कम करें लोरावन® बिजली की खपत?
सही चयन करो लोरावन® कक्षा
सही का चयन लोरावन® क्लास वास्तव में डाउनलिंक आवश्यकताओं के बारे में है. अगर आपको आश्चर्य हो LoRaWAN® क्लास कैसे चुनें, लगभग सभी बैटरी उपकरणों के लिए क्लास ए से शुरुआत करें. यह अपने शेड्यूल पर भेजता है, दो छोटी रिसीव विंडो खोलता है, फिर वापस सो जाता है. कक्षा बी में तभी जाएँ जब आपको निर्धारित नेटवर्क बीकन की आवश्यकता हो. क्लास सी का उपयोग केवल निरंतर डाउनलिंक के लिए करें और बिजली लागत के लिए तैयार रहें.
उपयुक्त हार्डवेयर घटकों का चयन करें
ऐसे घटकों का उपयोग करें जो कम बिजली के लिए बनाए गए हैं. तेज़ स्टार्ट-अप समय और कम स्टैंडबाय करंट वाले सेंसर चुनें. ऐसे मॉड्यूल से बचें जो निष्क्रिय मोड में आंशिक रूप से सक्रिय रहते हैं. स्लीप मोड वाले एमसीयू चुनें जो उच्च रिसाव के बिना मेमोरी बनाए रखते हैं. प्रति चक्र ऊर्जा की तुलना करें, केवल एक "विशिष्ट वर्तमान" संख्या नहीं.
सोने का समय अधिकतम करें
ऊर्जा बचाने का सबसे प्रभावी तरीका जितना संभव हो उतना सोना है. जागने की संख्या कम से कम करें. सेंसर रीडिंग को एक साथ समूहित करें ताकि वे एक ही विस्फोट में हों. यहां तक कि ब्लूटूथ विज्ञापन भी प्रभाव डाल सकता है. यदि आपको ब्लूटूथ पर विज्ञापन देना है, जब तक कोई स्पष्ट आवश्यकता न हो, अंतराल लंबा रखें. समायोजन BLE प्रसारण अंतराल से 1 से दूसरा 6 सेकंड में कुल ऊर्जा उपयोग लगभग आधा हो गया.
पेलोड आकार अनुकूलित करें
कम डेटा भेजने से प्रसारण में कम समय लगता है. कम एयरटाइम का मतलब है कम ऊर्जा. अपने पेलोड को ट्रिम करें. कॉम्पैक्ट प्रारूपों का उपयोग करें. बार-बार फ़र्मवेयर लॉगिंग या अनावश्यक मानों से बचें. यदि किसी सेंसर को केवल तभी रिपोर्ट करने की आवश्यकता होती है जब मान बदलते हैं, अनावश्यक संदेशों को कम करने के लिए थ्रेशोल्ड लॉजिक या डेल्टा अपडेट का उपयोग करें.
डाउनलिंक संचार कम से कम करें
डेटा प्राप्त करने में भी शक्ति लगती है. यदि आपको रिमोट कमांड की आवश्यकता नहीं है, उनसे बचें. जब तक अत्यंत आवश्यक न हो, पुष्टि किए गए संदेशों को छोड़ दें. इसमें कम स्वीकृतियाँ और नेटवर्क प्रतिक्रियाएँ शामिल थीं, आपकी बैटरी उतनी ही बेहतर टिकेगी. लोरावन® यह तब सबसे अच्छा काम करता है जब डिवाइस सुनने से ज्यादा बात करते हैं.
ट्रांसमिशन अंतराल को लंबा करें
जब सिग्नल अनुमति दे तो कम बार रिपोर्ट करें. धीमा, गैर-महत्वपूर्ण चरों को सूक्ष्म स्तर की रिपोर्ट की आवश्यकता नहीं होती है. अलार्म और थ्रेशोल्ड क्रॉसिंग के लिए इवेंट संचालित ट्रिगर का उपयोग करें. तेज़ या सुरक्षा महत्वपूर्ण संकेतों के लिए, अंतराल को छोटा रखें और तदनुसार बैटरी का आकार रखें. स्ट्रेचिंग अंतराल केवल तभी मदद करता है जब सेंसर वार्म अप कम हो. लंबे समय तक वार्म अप करने से लाभ कम हो जाएगा.
निष्कर्ष
एक अल्ट्रा-लो पावर IoT डिवाइस का निर्माण लोरावन® सही चिप चुनने से अधिक समय लगता है. इसके लिए सिस्टम-स्तरीय दृष्टिकोण की आवश्यकता है: नींद के शेड्यूल को व्यवस्थित करना, पेलोड काटना, एयरटाइम का प्रबंधन करना, कुशल हार्डवेयर का चयन करना, और जब भी संभव हो अपने रेडियो को शांत रखें. लोरावन®इसका लचीलापन और हल्का स्वभाव इसे बैटरी चालित अनुप्रयोगों के लिए एक मजबूत उम्मीदवार बनाता है. लेकिन कोई उपकरण कितने समय तक चलता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि वह क्या करता है, यह कितनी बार बोलता है, और इसे कितनी सावधानी से डिज़ाइन किया गया है। यदि आप बिजली के बारे में गंभीर हैं, बुनियादी बातों से शुरू करें. अधिक सोएं. कम भेजें. सब कुछ मापो.
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