توسعه اینترنت اشیا با کارایی انرژی (IoT) برای گسترش عمر باتری و کاهش اثرات زیست محیطی ضروری است.این مقاله استراتژی های طراحی کلیدی را بررسی می کند و تجزیه و تحلیل کمی از مصرف انرژی در دستگاه های IoT را فراهم می کند.

استراتژی های طراحی برای بهره وری انرژی

پیاده سازی استراتژی های طراحی با کارایی انرژی می تواند به طور قابل توجهی مصرف انرژی را در دستگاه های IoT کاهش دهد، این استراتژی ها شامل بهینه سازی اجزای سخت افزاری، استفاده از پروتکل های ارتباطی کم انرژی و پیاده سازی تکنیک های مدیریت انرژی می شوند.

بهینه سازی سخت افزار

انتخاب میکروکنترلرهای کم انرژی و سنسورها، اساسی است.استفاده از اجزای دارای حالت خواب و مصرف کم انرژی، به صرفه جویی در انرژی در طول عمل کمک می کند.به علاوه، به حداقل رساندن تعداد اجزای فعال، استفاده از کل انرژی را کاهش می دهد.

پروتکل های ارتباطی

انتخاب پروتکل های ارتباطی با انرژی کارآمد مانند بلوتوث کم انرژی (BLE)، Zigbee یا LoRaWAN می تواند نیازهای انتقال انرژی را کاهش دهد.این پروتکل ها برای نرخ داده های پایین و مصرف انرژی طراحی شده اند و آنها را برای دستگاه های IoT باتری مناسب می کند.

تکنیک های مدیریت قدرت

پیاده سازی حالت های خواب و دوچرخه سواری وظیفه به دستگاه ها اجازه می دهد تا در حالت های کم قدرت باقی بمانند، زمانی که به طور فعال انتقال یا سنجش نمی یابند، مدیریت انرژی کارآمد زندگی باتری را گسترش می دهد و هزینه های انرژی را کاهش می دهد.

تحلیل کمی از مصرف انرژی

تجزیه و تحلیل مصرف انرژی شامل اندازه گیری قدرت مورد استفاده در حالت های مختلف عملیاتی است. پارامترهای معمول شامل جریان فعال، جریان خواب و مدت انتقال است.به عنوان مثال، یک دستگاه با خواب فعلی 10 μA و جریان فعال 50 میلی آمپر، که با یک چرخه وظیفه 10٪ کار می کند، می تواند عمر باتری خود را با استفاده از فرمول تخمین زده باشد:

[در این باره]: [0] زندگی پرمهر (ساعت) = ( ظرفیت کمی در میلی آمپر) / (Average Current inmA)

با فرض باتری 1000 میلی آمپر و میانگین جریان 5 میلی آمپر، عمر باتری تخمین زده شده تقریبا 200 ساعت است. تنظیم چرخه های وظیفه و انتخاب های جزء می تواند این مدت را بهینه سازی کند.