【導讀】一旦IoT 設備的第一個(gè)原型可用，就需要開(kāi)始功耗分析和電池壽命估算。過(guò)程包含了全面了解設備在特定部署環(huán)境下的配置及其功耗特性。
一旦IoT 設備的第一個(gè)原型可用，就需要開(kāi)始功耗分析和電池壽命估算。過(guò)程包含了全面了解設備在特定部署環(huán)境下的配置及其功耗特性。
進(jìn)行功耗分析時(shí)，需要考慮以下細節。
? 硬件和傳感器配置。分析設備中的組件、傳感器及其功耗特性。理解硬件配置如何影響能耗。
? 固件設置。檢查固件設置和配置，以檢查能夠優(yōu)化功耗的潛在之處。調整設置和參數以便實(shí)現更加高效的功耗使用。
? 通信參數。評估設備使用的通信參數，比如傳輸頻率和數據速率。分析不同的通信設置如何影響功耗和電池壽命。
? 使用場(chǎng)景和邊緣場(chǎng)景?？紤]部署設備的不同使用場(chǎng)景。調查設備在不同條件下的表現和功耗變化。尤其注意一些邊緣場(chǎng)景，可能會(huì )有獨特的功耗模式。
在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段，持續的基準測試十分關(guān)鍵。使用UART的智能輸出，及其與功耗相關(guān)聯(lián)，能夠識別出消耗能量的具體組件或者功能。這一分析會(huì )為優(yōu)化功耗的區域提供洞察。請記得一旦完成分析，關(guān)閉UART功能，以免影響終端產(chǎn)品。
此外，還應考慮影響功耗的網(wǎng)絡(luò )變量。導入網(wǎng)絡(luò )日志文件，理解像距離網(wǎng)關(guān)或者NodeB、天氣條件以及同一網(wǎng)絡(luò )下的設備密度等因素如何影響功耗。這些變量會(huì )極大影響電池如何消耗能量，應當在評估電池壽命時(shí)考慮進(jìn)來(lái)。
通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段的功耗分析，不斷來(lái)迭代計算電池壽命，開(kāi)發(fā)人員能夠對影響功耗特性的因素有更深的理解和直覺(jué)。如此便使得他們能夠即便在開(kāi)發(fā)堆棧發(fā)生變化時(shí)，也維持想要的功耗特性，從而保證最佳功耗使用和電池壽命。
精細化電池選擇與電池功耗分析
理解物聯(lián)網(wǎng)設備的功耗表現，絕不能僅僅依賴(lài)數據表的信息。還需要進(jìn)行深入分析，評估在與項目相關(guān)的特殊條件下的電池表現。這一過(guò)程能夠給出關(guān)于電池效率、穩定性和部署適用性的寶貴洞見(jiàn)。
定義電池功耗曲線(xiàn)
電池功耗曲線(xiàn)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的概覽，而是關(guān)于電池在特定環(huán)境、特定負載時(shí)如何放電的定制化描述。通?？梢栽陔姵財祿碇姓业酱祟?lèi)信息。但是為了您的解決方案找到理想的電池，您需要創(chuàng )建與設備功耗需求相配的功耗曲線(xiàn)。另外，對于不同品牌、批次和溫度下的多種電池進(jìn)行分析，有利于更全面地理解電池表現。
通過(guò)以上這些步驟，您可以更深入理解物聯(lián)網(wǎng)設備的功耗表現，從而在選擇項目最合適的電池時(shí)做出明智的決策。
加速電池功耗曲線(xiàn)
為創(chuàng )建電池放電曲線(xiàn)，并與設備當下的電流消耗曲線(xiàn)保持一致，或許需要數月甚至數年的時(shí)間。因此，加速放電曲線(xiàn)十分關(guān)鍵。以下行為對于創(chuàng )建準確的曲線(xiàn)非常有效：
? 保持高放電一致性：紐扣電池對于高放電尤其敏感，因此與設備峰值電流匹配非常關(guān)鍵?？沙潆姷匿囯x子電池能夠承受更高的放電電流，而堿性電池則介于兩者之間。
? 縮短循環(huán)時(shí)間：確定電池恢復所需的低放電時(shí)間。
? 提高睡眠電流：確保電池即使在高放電狀態(tài)下也能恢復。
? 詢(xún)問(wèn)電池廠(chǎng)商：尋求電池廠(chǎng)商協(xié)助，驗證目標電池的假設條件。
準確性考量
需注意，加速曲線(xiàn)中釋放的能量可能無(wú)法與原始曲線(xiàn)完全匹配，這會(huì )影響曲線(xiàn)的準確性。加速程度越低，結果越準確，但此方法的精度通常足以滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)應用需求。它能全面反映電池在真實(shí)場(chǎng)景中的性能，助力物聯(lián)網(wǎng)解決方案的成功實(shí)施。
不同化學(xué)體系電池的分析
以下案例來(lái)自某LoRaWAN廢物管理物聯(lián)網(wǎng)設備的客戶(hù)。針對該應用，我們分析了涵蓋6個(gè)品牌的兩種不同化學(xué)體系電池（每個(gè)品牌含多個(gè)樣本），并在室溫下使用由電池制造商協(xié)助開(kāi)發(fā)的加速放電曲線(xiàn)進(jìn)行測試。通過(guò)對比多個(gè)廠(chǎng)商的樣本，我們評估了不同外形因素和化學(xué)成分對結果的影響。鑒于該測試在室溫下進(jìn)行，下一步可在各種環(huán)境中分析電池，觀(guān)察實(shí)際容量與受控曲線(xiàn)的偏差。
（使用 Otii Arc Pro 的電池分析設置）
電池特性分析
? LM17500：對該電池的3個(gè)樣本進(jìn)行了特性分析，結果顯示在達到截止電壓點(diǎn)前，其平均容量約為3050 mAh，略高于規格書(shū)中標稱(chēng)的3000 mAh。
? CR123A：分析了2節電池，平均容量約1600 mAh，與該型號在特定溫度下的規格書(shū)數據一致。
? 值得注意的是，堿性電池的可用容量因制造商差異顯著(zhù)波動(dòng)，若需由客戶(hù)自行更換電池，這一因素至關(guān)重要。
? AAA電池：容量范圍為1080至1150 mAh，平均約1100 mAh，而規格書(shū)標稱(chēng)容量為1200 mAh。
? AA電池：容量波動(dòng)范圍更大，介于2420至2730 mAh，平均約2590 mAh。例如，Varta品牌的AA電池規格書(shū)標稱(chēng)容量為2950 mAh。
（本研究中分析的電池）
我們的電池特性分析流程揭示了不同品牌、化學(xué)體系和外形規格電池的性能差異。這些關(guān)鍵發(fā)現能夠幫助用戶(hù)根據具體設備和應用場(chǎng)景做出精準決策，信息量遠超規格書(shū)中的標稱(chēng)參數。若能在多樣化環(huán)境條件（尤其是溫度變化）下進(jìn)一步開(kāi)展特性分析，將深化我們對電池性能的理解，從而打造更具適應性的物聯(lián)網(wǎng)設備設計方案。如需獲取本研究的詳細數據，歡迎下載白皮書(shū)。
（針對 Saft 與 GP 鋰錳電池 放電特性曲線(xiàn)的專(zhuān)業(yè)分析描述及圖示）
（由五個(gè)不同品牌提供的堿性電池（AA 和 AAA）電池特性分析曲線(xiàn)圖）
回放電池功耗曲線(xiàn)
精確測量的電池特性分析可為特定應用場(chǎng)景提供比規格書(shū)更真實(shí)的電池容量評估。通過(guò)將實(shí)測放電曲線(xiàn)直接應用于目標設備（替代標準電源），可確定電池的實(shí)際可用容量，大幅提升設備續航預測的準確性。實(shí)際可用容量取決于設備本身行為，在某些案例中，該數值可能低至標稱(chēng)容量的20%。利用Otii Ace Pro 配合Otii Battery Toolbox 等工具可以復制這些電池功耗曲線(xiàn)，充當 IoT 設備“已分析的電池”。通過(guò)在這些儀器的電池仿真器中調整已使用的電池容量，并監控設備何時(shí)關(guān)閉或重啟，您可以發(fā)現真正的、實(shí)際的可用電池容量。這能夠更加精確理解電池在特定應用下的容量和潛力大小。
（使用 Otii Battery Toolbox 進(jìn)行電池仿真）
結論
以上是我們團隊提出的在選擇理想電池時(shí)的技巧。首先根據定義的使用場(chǎng)景和數據表進(jìn)行初步篩選，然后對物聯(lián)網(wǎng)設備和電池在該使用場(chǎng)景下進(jìn)行功耗分析，最后通過(guò)設備的功耗行為進(jìn)一步優(yōu)化電池選擇，以評估電池在特定使用場(chǎng)景和設備中的實(shí)際性能。這種細化的方法使開(kāi)發(fā)人員能夠做出更明智的決策，從而提升電池壽命。
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