如何改善物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電池的使用壽命

為成千上萬臺(tái)無線設(shè)備更換電池既昂貴又麻煩，因此，讓這些設(shè)備持續(xù)可用非常重要。

在本文中，我們將介紹三種改善無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備電池使用壽命的方法：

▲使用大容量電池增加電量

▲智能休眠，功耗更低

▲持續(xù)供電

一、使用大容量電池增加電量

有時(shí)候，簡單、粗暴是最好的解決方案。添加大容量電池?zé)o疑是延長使用壽命的明顯做法——更大電池可提供更多能量。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的常見電池類型是CR2032紐扣電池和7號電池。這兩種電池都易于獲得，這意味著它們可以很容易地大量購買。但它們并不是唯一選擇。

外形稍大一點(diǎn)的CR2450和CR2477紐扣電池比CR2032紐扣電池?fù)碛懈嗟哪芰?，不過價(jià)格稍貴一些。但CR2477紐扣電池在日常商店中并不常見，甚至在電子設(shè)備賣場也很難買到。

7號或更大些的5號電池也具有易于獲得的優(yōu)勢，并且可以在日常商品中很容易買到。

就電池容量而言，CR2032紐扣電池為250毫安，僅為CR2450的一半，而CR2477電量通常高達(dá)1000毫安。

根據(jù)應(yīng)用的不同，250毫安的CR2032紐扣電池的使用壽命可以以年為單位，但這在很大程度上取決于設(shè)備收集或發(fā)送數(shù)據(jù)的方式和總量。

二、智能休眠，功耗更低

無論電池類型如何，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都會(huì)消耗能量，而能量消耗將直接影響設(shè)備的使用壽命，因此，盡可能少地消耗能量至關(guān)重要。

但是，優(yōu)化無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能耗非常困難，因?yàn)橛性S多因素會(huì)影響能量的消耗方式，并且這些因素可能會(huì)隨著時(shí)間推移而變化。

硬件—組件級

優(yōu)化能耗的第一步是選擇節(jié)能的硬件組件。大家熟悉的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，如Arduino和Raspberry Pi，尚未針對能耗進(jìn)行優(yōu)化。它們傾向于使用更大的功率，因此通常不適合于現(xiàn)實(shí)世界中的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署。選擇組件的關(guān)鍵是檢查產(chǎn)品手冊，以了解手冊中標(biāo)注的功耗量。

然而，產(chǎn)品手冊中列出的功耗并不代表實(shí)際功耗，因?yàn)樽罱K功耗取決于設(shè)備的使用方式。例如，每天僅使用幾次的高功耗傳感器可能會(huì)比始終開啟的低功耗傳感器耗能更少。

確定硬件實(shí)際功耗的唯一方法是對其進(jìn)行測量分析。理想情況下，應(yīng)在系統(tǒng)以預(yù)期方式運(yùn)行時(shí)進(jìn)行測量分析。

我們發(fā)現(xiàn)執(zhí)行此類功耗測量分析的最佳工具是Otii Arc。它可以提供硬件功耗的詳細(xì)視圖，并可以找出能量消耗的真正原因。

軟件—設(shè)備級

就能效而言，軟件是重中之重，因?yàn)闊o論硬件多么節(jié)能，最終都是由軟件來控制。如果軟件沒有充分利用硬件，則所有希望都將破滅。

該軟件不僅控制傳感器等外部設(shè)備，而且還控制運(yùn)行該軟件的無線連接和微處理器。當(dāng)硬件經(jīng)過優(yōu)化以達(dá)到高效節(jié)能的程度時(shí)，軟件的休眠排程就變得極為重要。（來源物聯(lián)之家網(wǎng)）如果軟件能夠使這些設(shè)備盡可能多地休眠，那么它將使設(shè)備的使用壽命延長一倍甚至是兩倍。

微處理器上的操作系統(tǒng)以秒為單位來控制系統(tǒng)的休眠時(shí)間，但有時(shí)也需要更大范圍的排程，例如，在我們最近的一次物聯(lián)網(wǎng)部署中，設(shè)備僅需要在白天使用。這意味著設(shè)備可以在晚上進(jìn)入深度休眠并完全關(guān)閉所有功能，這將使使用壽命翻倍。

三、持續(xù)供電

由于功耗是一個(gè)復(fù)雜的問題，因此在部署設(shè)備時(shí)功耗可能會(huì)發(fā)生各種意外情況，特別是在部署數(shù)千臺(tái)或更多設(shè)備時(shí)。例如，部署現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)連接條件，可能會(huì)導(dǎo)致某些設(shè)備的功耗高于預(yù)期，從而縮短其使用壽命。

能夠及早發(fā)現(xiàn)有問題的設(shè)備意味著可以盡早更換這些設(shè)備的電池，從而降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

智能功耗監(jiān)測系統(tǒng)使我們能夠從所有設(shè)備中收集功耗數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)任何功耗高于預(yù)期的設(shè)備。這些設(shè)備會(huì)在用戶界面中突出顯示，從而使操作員可以在問題發(fā)酵之前對其進(jìn)行定位和修復(fù)。
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