【導讀】許多物聯網設備都由電池供電

，而其中一項重要運作因素
，就是正常使用情況下的電池壽命。延長電池壽命可以改善用戶體驗、降低維護成本並減少浪費。

許多物聯網設備都由電池供電
，而其中一項重要運作因素，就是正常使用情況下的電池壽命。延長電池壽命可以改善用戶體驗、降低維護成本並減少浪費。

工程師可以選擇容量更大的電池來延長電池壽命，但這會增加成本、體積和重量。更好的辦法是在設計物聯網設備時采用係統化的方法

，確保在運行過程中不會浪費一點一滴的能量。

蜂窩物聯網設備使用 LTE-M 或 NB-IoT 協議，這兩種協議都是為低功耗運行而設計的。除此以外，蜂窩物聯網設備的總體能耗取決於其關鍵組件的效率和應用。

為蜂窩物聯網省電的技術

雖然無線電傳輸不是影響電池壽命的唯一因素
，但卻是造成電流消耗的最主要因素。LTE-M/NB-IoT 開動無線電
、發送數據和進入休眠的速度越快，或者 GNSS 無線電固定一組衛星、確定位置和休眠的速度越快
，物聯網設備的效率就越高。

為wei了le確que保bao蜂feng窩wo物wu聯lian網wang設she備bei一yi直zhi保bao持chi登deng入ru和he連lian接jie網wang絡luo，以yi便bian在zai需xu要yao時shi能neng夠gou即ji時shi發fa送song數shu據ju
，一yi些xie無wu線xian電dian運yun作zuo是shi必bi要yao的de。不bu過guo，有you幾ji種zhong省sheng電dian技ji術shu可ke減jian少shao無wu線xian電dian傳chuan輸shu時shi間jian
，同tong時shi確que保bao可ke靠kao的de網wang絡luo連lian接jie。

第一種技術稱為 “擴展不連續接收(eDRX)”。使用 eDRX 時，物聯網設備連接網絡的頻率較低，因此無需頻繁開動無線電，從而節省了電量。這需要權衡利弊：蜂窩物聯網設備處於休眠狀態時
，無法訪問網絡，因此會帶來延遲。開發人員必須確定合適的 eDRX 間隔，從而在功耗和延遲之間取得平衡

，以滿足應用需求。

第二種節能技術稱為 “省電模式”(Power Saving Mode, PSM)，使shi得de蜂feng窩wo物wu聯lian網wang設she備bei進jin入ru更geng深shen的de睡shui眠mian狀zhuang態tai。它ta可ke以yi關guan閉bi調tiao製zhi解jie調tiao器qi，但dan設she備bei仍reng然ran保bao持chi登deng入ru網wang絡luo。設she備bei在zai預yu先xian設she定ding的de時shi間jian內nei無wu法fa連lian接jie

，但dan可ke以yi在zai需xu要yao時shi隨sui時shi喚huan醒xing(例如
，響應警報)。

nRF9151 采用 Nordic 自主研發的省電技術

eDRX 和 PSM 是任何蜂窩物聯網設備製造商都可采用的標準省電技術。Nordic 具備知名的超低功耗專業技術，其最新的低功耗蜂窩物聯網解決方案 nRF9151 SiP 大大提高了節能效果。nRF9151的設計重點是降低功耗，除了Nordic自主研發的多種省電功能之外，還完全支持 eDRX 和 PSM。

Nordic 的其中一種省電技術是“降低移動性”
，它限製了蜂窩之間的交換，為大部分時間處於靜止狀態的設備減少調製解調器活動。另一項技術是“特定國家搜索優化(country-specific search optimization)”，可預先加載 70 個國家的網絡搜索參數，在新地點搜索網絡時可節省耗電量。第三種技術是 “提前中止網絡搜索(abort network search early)”，zaiwuxiandianlianjiezhiliangjiaochadeqingkuangxia，keyizhishitiaozhijietiaoqizanshizhongzhilianjiewangluodechubuchangshi，shaohouzaishi，yimianyinweichangshijiansousuowangluoerxiaohaonengliang。

Nordic 的 nRF9151 調製解調器還提供 “連接預評估(pre-evaluation of a connection) ”功能。在連接和傳輸數據之前

，調製解調器會評估發送數據時的估計功耗，並提供估計值(“優”、“良”、“正常”、“差 ”或 “壞”)以及無線電鏈路質量


、信噪比 (SNR)
、發射功率和路徑損耗等原始參數信息。分析蜂窩下行鏈路的無線電環境後，應用程序便可根據其能效要求決定是否發送數據。

補助電池電量

設計 nRF9151 時

，Nordic考慮到某些應用僅利用采集的能量(如光伏 (PV) 能量)為 SiP 供電。然而，無論蜂窩物聯網產品本身的效率如何，能量采集都將大大延長其電池壽命。就 nRF9151 SiP 而言
，能量采集不會削弱芯片連接或計算能力。

然而
，能量采集可能會限製應用的占空比。幸好靈活的Nordic 蜂窩物聯網解決方案可以輕鬆優化占空比，以滿足蜂窩物聯網產品電池的預期能量儲備。

nRF9151 支持Class 5輸出

nRF9151 的另一項增強功能是支持Power Class 5 20 dBm輸出功率，它與現有 nRF91 係列Power Class 3 23 dBm輸出功率相輔相成，有助於延長某些應用中的電池壽命。如果Class 5shuchugonglvyuyingyongxuqiuxiangpipei
，zeewaideshuchugonglvzhichikejieshengfashegonglv，bangzhujieshengdianchinengliang。zhexiangzengqianggongnengweikaifarenyuantigonglegengdadelinghuoxing，kuodalezhekuanSiP 的部署使用範圍。

例如，高效的蜂窩物聯網SiP使資產跟蹤器製造商能夠製造出重量輕
、體積小
、具有強大處理能力的設備，充電後能運行數年時間，從而降低了維護要求。同時
，大幅減少電池的生產和處理也對環境有益。

（來源：Nordic Semiconductor公司Martin Lesund）

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