使用IoT连接时如何降低能耗

使用IoT连接时如何降低能耗

　　到 2020 年，超过一半的主要新业务流程和系统将包含物联网 （IoT） 的某些元素。虽然一些应用程序，如联网家庭，将始终使用干线电源，但其他应用程序将需要能够被充电。对于这些设备，工程师必须专注于创建能量预算，以考虑为连接供电的无线电的功耗。

　　在创建连接产品时降低这些无线电的功耗不仅有助于延长充电之间的时间，还有助于延长设备的使用寿命。（降低功耗对我们的环境也更好。）以下是在开发物联网产品时部署的一些策略，同时利用三种不同类型的连接。

　　谈到联网产品的开发，大部分创作者都会选择根据应用需求来打造收音机。BLE 无线电适用于小型、低功率设备，但需要网关才能与互联网通信。Wi-Fi 设备需要 Wi-Fi 网络和路由器进行通信。蜂窝设备摆脱了 Wi-Fi 的限制，支持更多远程应用，但随着您从蓝牙转移到蜂窝设备，发送和接收消息所需的功率相应增加。

　　无线上网

　　Wi-Fi 功耗与无线电传输的数据量直接相关。下载网页或流媒体音乐等高带宽应用程序将比传输传感器数据等低带宽应用程序消耗更多的电力。对于高带宽应用，直接连接到交流电源或具有充电管理电路是理想的选择，该电路允许对设备进行频繁充电，以确保设备保持通电状态。

　　也就是说，为具有无线电的物联网设备节省电力的最佳方法是确保无线电仅在主动使用时才完全供电。但是，如果无线电必须在 Wi-Fi 设备中打开，则可以将其保持在更有效的“省电模式”，将内部振荡器设置为较低频率以节省电力。此模式仅在无线电不主动传输时使用，但可以显着节省功率并减少对设备能量预算的影响。

　　蜂窝 （2G/3G/LTE） 反映了 Wi-Fi 的功耗，因为它与数据使用量直接相关。为了降低蜂窝功耗，重要的是选择需要最小开销的高效且安全的通信协议。

　　利用云中的专用 API 端点还可以减少数据使用量，从而节省电力。与其对物联网设备进行编程以直接在开放的互联网服务之间发送和接收消息，不如使用专为物联网设计的字节高效通信协议将少量数据发送到云端，在云端存储和处理数据并在必要时重新传输。专用云服务实现带宽效率的一个例子是远程气象站，它将数据传输到多个端点，如 weather.com、谷歌云平台和 NASA。

　　低功耗蓝牙

　　低功耗蓝牙 （BLE） 是物联网应用中最有前途的低功耗无线技术之一。从物理设计到使用模型的一切都旨在将功耗保持在最低水平。

　　但是为了进一步降低功耗，BLE设备可以大部分时间保持在睡眠模式，但是当有事件发生时，设备会被唤醒，并会向网关、PC或智​​能手机发送一条短消息。最终，有功功耗降低到经典蓝牙功耗的十分之一。在低占空比应用中，纽扣电池可以提供长达一年的电力。

　　结论

　　无论物联网产品背后的连接类型如何，最大限度地减少功耗都是一个挑战。然而，控制能源和组件成本也很重要。无线电是物联网产品能源预算的关键组成部分，上述策略与智能设计和组件选择相结合，将帮助开发人员在产品开发的早期阶段进行导航，最终创造出具有成本效益的物联网产品，充电间隔时间更长。

　　审核编辑：郭婷