改善物聯網設備電池壽命的幾大方法

為成千上萬臺無線設備更換電池既昂貴又麻煩，因此，讓這些設備持續可用非常重要。在本文中，我們將介紹三種改善無線物聯網設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

▲ 持續供電

一、使用大容量電池増加電量

有時候，簡單、粗暴是最好的解決方案。添加大容量電池無疑是延長使用壽命的明顯做法一一更大電池可提供更多能量。物聯網設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。外形稍大一點的CR2450和CR2477紐扣電池比CR2032紐扣電池擁有更多的能量，不過價格稍貴一些。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1000 毫安。根據應用的不同，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 備收集或發送數據的方式和總量。

二、智能休眠，功耗更低

無論電池類型如何，物聯網設備都會消耗能量，而能量消耗將直接影響設備的使用壽命，因此，盡可能少 地消耗能量至關重要。但是，優化無線物聯網設備的能耗非常困難，因為有許多因素會影響能量的消耗方式，并且這些因素可能 會隨著時間推移而變化。

硬件一組件級

優化能耗的第一步是選擇節能的硬件組件。大家熟悉的物聯網系統，如Arduino和Raspberry P，尚未針對能耗進行優化。它們傾向于使用更大的功率，因此通常不適合于現實世界中的大規模物聯網部署。選擇組 件的關鍵是檢查產品手冊，以了解手冊中標注的功耗量。然而，產品手冊中列出的功耗并不代表實際功耗，因為最終功耗取決于設備的使用方式。例如，每天僅使 用幾次的高功耗傳感器可能會比始終開啟的低功耗傳感器耗能更少。

確定硬件實際功耗的唯一方法是對其進行測量分析。理想情況下，應在系統以預期方式運行時進行測量分析。我們發現執行此類功耗測量分析的最佳工具是Otii Arco它可以提供硬件功耗的詳細視圖，并可以找出能 量消耗的真正原因。

軟件一設備級

就能效而言，軟件是重中之重，因為無論硬件多么節能，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備，而且還控制運行該軟件的無線連接和微處理器。當硬件經過優化以達 到高效節能的程度時，軟件的休眠排程就變得極為重要。如果軟件能夠使這些設備盡可能多地休眠，那么它將 使設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以秒為單位來控制系統的休眠時間，但有時也需要更大范圍的排程，例如，在我們 最近的一次物聯網部署中，設備僅需要在白天使用。這意味著設備可以在晚上進入深度休眠并完全關閉所有功 能，這將使使用壽命翻倍。

三、持續供電

由于功耗是一個復雜的問題，因此在部署設備時功耗可能會發生各種意外情況，特別是在部署數千臺或更 多設備時。例如，部署現場的網絡連接條件，可能會導致某些設備的功耗高于預期，從而縮短其使用壽命。能夠及早發現有問題的設備意味著可以盡早更換這些設備的電池，從而降低數據丟失的風險。

智能功耗監測系統使我們能夠從所有設備中收集功耗數據，以發現任何功耗高于預期的設備。這些設備會 在用戶界面中突出顯示，從而使操作員可以在問題發酵之前對其進行定位和修復。

fqj