Срок службы батареи может сделать или сломать устройство IoT. Если датчик умирает рано, все развертывание страдает. В мире беспроводных протоколов, ЛоРаВАН часто хвалят за обеспечение ультра-низких силовых устройств. Но что именно делает его таким эффективным? И как разработчики могут продвинуть его еще дальше? Давайте пройдемся через какие влияния ЛоРаВАН энергопотребление, Как это уменьшить, И как это складывается против альтернатив, таких как NB-IOT.
Почему ЛоРаВАН® Потребление энергии низкое？
ЛоРаВАН® разработан с учетом низкой мощности. Устройства обычно запят и просыпаются только тогда, когда пришло время отправлять данные. Сама связь использует модуляцию спектра спреда чирпа, что позволяет передавать на большие расстояния на низких уровнях мощности. Нет необходимости в постоянной связи, как в некоторых клеточные протоколы, что означает, что устройства могут проходить часы или даже дни между передачами.
Другая причина - как ЛоРаВАН® обрабатывает восходящие линии и нисходящие линии. В большинстве случаев, Восходящие ссылки инициируются устройством, а нисходящие линии необязательны. Этот подход, основанный на событиях, избегает ненужного общения, удержать радио большую часть времени и сохранение срока службы батареи.
Факторы воздействия ЛоРаВАН® Потребляемая мощность
Сон/Активный режим
ЛоРаВАН® устройства Проведите большую часть своей жизни в спящем режиме. В тот момент, когда они просыпаются - чтобы собрать данные или отправить сообщение - текущие шипы. Вот почему управление временем пробуждения очень важно. Тем меньше времени пробудилось, Чем ниже средний рисунок тока. Микроконтроллеры часто поддерживают различные состояния мощности, такие как сон и глубокий сон. Выбор правильного режима и быстрое переход имеет реальное значение.
Чипсет
Типичный ЛоРаВАН® Узел опирается на две основные части для поведения питания: MCU и трансивер Лора. Они устанавливают базовую линию.
На MCU, Хорошо используйте встроенные режимы низкой мощности: активный, спать, глубокий сон, и остановка. Глубокий сон сохраняет баран и регистры и может проснуться от RTC, Сторожевой, или внешнее событие. Выключение сохраняет только основные вещи, такие как RTC, и теряет ОЗУ, так что это редко используется. На практике, Держите устройство в глубоком сне большую часть времени.
На радио -радио, Энергия в основном следует время в воздухе. Фактор распространения (SF7 до SF12) Устанавливает скорость битов и эфирное время для данной кадры. Более высокий SF расширяет диапазон, но увеличивает эфирное время и использование мощности. Адаптивная скорость передачи данных может снизить SF по хорошим ссылкам на сокращение эфирного времени.
Дизайн управления питанием
Это не только чипсы. Эффективная мощность включает регулирование напряжения, Выбор компонентов, и контролировать, когда включаются периферийные устройства. Например, Датчики, которые питаются только при необходимости - и сразу после того, как выключаются - уменьшить энергетические отходы. Некоторые устройства даже управляют обновлением экрана или частотой светодиодного мигания, чтобы сохранить питание. Небольшой выбор здесь сложен.
Сеть & Конфигурация
Настройки радио.
- Фактор распространения: Более высокий SF увеличивает диапазон, но также увеличивает время на воздухе и энергии.
- АДР: Адаптивная скорость передачи данных может снизить SF для хороших ссылок, Руть эфирное время. Используйте его там, где устройство в основном стационарно, а ссылки стабильны.
- Подтверждено против неподтвержденных восходящих листов: Acks добавляют нисходящие линии и повторения. Использование подтверждает только тогда, когда вам нужна гарантированная доставка.
- Региональные ограничения по дежурному циклу существуют в некоторых группах. Они ограничивают, как часто вы можете передавать и можете придумать более длительные интервалы.
Как минимизировать ЛоРаВАН® Потребляемая мощность?
Выберите право ЛоРаВАН® Сорт
Выбор права ЛоРаВАН® Класс действительно о потребностях нисходящей линии связи. Если вам интересно Как выбрать класс Lorawan®, Начните с класса A почти для всех устройств батареи. Он отправляет в свой собственный график, Открывает две короткие окна приема, затем снова засмел. Перейти в класс B только тогда, когда вам нужны запланированные сетевые маяки. Используйте класс C только для почти непрерывной нисходящей связи и будьте готовы к стоимости мощности.
Выберите подходящие аппаратные компоненты
Используйте компоненты, которые создаются для низкой мощности. Выберите датчики с быстрым временем запуска и низким током в режиме ожидания. Избегайте модулей, которые остаются частично активными в режиме холостого хода. Выберите MCU с режимами сна, которые сохраняют память без высокой утечки. Сравните энергию за цикл, Не только один номер «Типичный ток».
Максимизируйте время сна
Наиболее эффективным способом экономии энергии является как можно больше спать. Минимизировать количество пробуждений. Групповые показания датчиков вместе, чтобы они происходили в одном взрыве. Даже реклама Bluetooth может оказать влияние. Если вы должны рекламировать Bluetooth, Держите интервал долго, если не будет четкой необходимости. Корректировка интервал BLE от 1 второй к 6 Секунды почти вдвое увеличили общее использование энергии.
Оптимизировать размер полезной нагрузки
Отправка меньшего количества данных занимает меньше времени в воздухе. Меньше эфирного времени означает меньше энергии. Обрежьте свои полезные нагрузки. Используйте компактные форматы. Избегайте частых журналов прошивки или избыточных значений. Если датчик должен сообщать только при изменении значений, Используйте пороговую логику или обновления дельты, чтобы сократить ненужные сообщения.
Минимизировать общение нисходящей линии связи
Прием данных тоже требует питания. Если вам не нужны удаленные команды, Избегайте их. Пропустить подтвержденные сообщения, если это абсолютно необходимо. Меньше подтверждений и сетевых ответов связаны с, Чем лучше будет удержать батарею. ЛоРаВАН® работает лучше всего, когда устройства говорят больше, чем слушают.
Удлинить интервал передачи
Сообщать реже, когда сигнал позволяет. Медленный, Некритические переменные не нужны отчеты о минутных уровнях. Используйте триггеры, управляемые событиями, для тревоги и пороговых переходов. Для быстрых или критических сигналов безопасности, сохранить интервал коротко и размер батареи соответственно. Интервалы растяжения помогают только в том случае, если разминка датчика короткая. Длинные разминки разрушат усиление.
Заключение
Построение ультра-низкого питания устройства IoT на ЛоРаВАН® требует больше, чем выбор правильного чипа. Требуется подход на уровне системного уровня: Настройка графиков сна, сокращение полезных нагрузок, Управление эфирным временем, Выбор эффективного оборудования, и держать радио в тишине, когда это возможно. ЛоРаВАН®Гибкость и легкая природа делают его сильным кандидатом для применений с батарейным питанием. Но как долго длится устройство, зависит от того, что оно делает, Как часто это говорит, и насколько он тщательно спроектирован. Если вы серьезно относитесь к власти, Начните с оснований. Спать больше. Отправлять меньше. Измерить все.
Теперь говорите