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分析NB物联网和LoRaWAN®传感器电池寿命

发布的 哈代Schmidbauer2019年11月25日凌晨12:00:00

考虑许可的低功率广域网络(lpwan),如NB-IoT,和未许可的lpwan,如LoRaWAN®。LoRaWAN最适合长电池寿命,以及低成本、每小时只需要发送少量数据几次的设备。就其本身而言,NB-IoT最适合发送更大的数据包,保证下行链路延迟,并保证使用许可频段频谱的服务质量。bet188软件下载由于这些特点,NB-IoT适用于关键的物联网(IoT)用例,而LoRaWAN则非常适合大量的物联网(甚至是大规模的物联网)用例,因为大多数物联网用例需要低成本的设备和较长的电池寿命,以实现有吸引力的回报。(要更深入地比较LoRaWAN和NB-IoT,请花点时间阅读关于LoRaWAN和NB-IoT的10件事)。

考虑到蜂窝授权频谱的费用,该协议是同步的,旨在优化网络的频谱使用和吞吐量。这种光谱利用的优化是以牺牲电池寿命和终端设备成本为代价的。相比之下,LoRaWAN系统从头开始设计,以优化设备的电池寿命和终端设备的成本;代价是LoRaWAN的频谱效率较低。这是因为LoRaWAN在未授权的频谱中使用异步协议。

异步和同步协议的效果对传感器的电池寿命有深远的影响。例如,Semtech使用位于加利福尼亚州圣何塞或内华达州拉斯维加斯的T-Mobile NB-IoT网络作为参照点进行了一次面对面的对比测试。NB-IoT传感器始终需要超过20秒的活动时间来协商一个槽位,以通信一个11字节的包。这20秒内的平均电流消耗是40mA。相比之下,通过LoRaWAN发送相同的11字节数据包只需要1.6秒的活动时间,平均活动电流消耗6.4mA。这意味着LoRaWAN在电池寿命上有超过50倍的优势。

以按钮为例。考虑一个支持lorwan的按钮和一个NB-IoT按钮,它们都有相同的电池大小(600毫安时)。支持lorwan的按钮可以处理单个电池上超过70,000个按钮的按下,而NB-IoT按钮只能处理单个电池上大约2000个按钮的按下。因此,尽管NB-IoT有很多好的用例,但消费者按钮可能不在其中。

实现低成本设备和高质量设备性能对于确保物联网应用于lpwan的Rbet188软件下载OI至关重要。由于设备的电池通常是传感器材料清单中最昂贵的组件,理解合理价格的电池可以实现什么是至关重要的。10年的电池寿命总是可以通过使用一个大容量的电池来实现,但这将带来的成本,对大多数LPWAN业务情况是不利的。价格合理的容量电池的容量通常在1000到2000毫安之间。如果在这种电池容量下需要5年的电池寿命,设备将需要在大部分时间处于深度睡眠状态,每小时的传输/接收时间不到10秒的活动时间。

考虑到蜂窝无线电接入网络协议的同步特性,要求传感器大部分时间保持休眠状态以获得较长的电池寿命是不合适的。取而代之的是一个以设备为中心的异步RAN。好消息是LoRaWAN已经实现了,它是物联网和LPWAN使用的标准设备中心RAN。

有关LoRaWAN电源管理的更多信息,请登录LoRaWAN学院™并回顾模块10:功耗。

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