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常用无线技术的技术基础和相对优势功耗 = 116 mA x 1.8 V = 0.210 W每秒比特数 = 4000 万每比特能量 = 0.210 W/40 Mb/s = 5.25 nJ/bit我的电池寿命有多长？实际电池寿命主要取决于应用，其次才取决于所选技术。如果设备持续进行扫描和传输，则无论采用何种无线技术，都将消耗大量电流并迅速耗尽电池。然而，大多数低功耗无线技术主要设计为通过以极低的占空比运行来节省能量，这使它们在唤醒、发送数据并快速返回休眠模式之前可以长时间保持休眠模式，从而最大限度地减少在较高电流下运行的时间。高带宽技术可能是有利的，因为与低带宽技术相比，它们可以在高电流消耗模式下（例如，传输或接收）花费较少的时间来发送给定的数据量。对于纽扣电池，其寿命最好通过估算给定应用的低功耗无线传感器所消耗的平均电流来计算。制造商的规格书通常会详细介绍“连接事件”（如唤醒、连接、传输/接收以及返回休眠模式）的当前消耗和持续时间（图 4）。图 4：低功耗蓝牙连接事件包含多个电流水平和时间周期。（图片来源：Texas Instruments）通过查阅规格书可以获得休眠期间的电流消耗，并了解占空比和连接事件电流消耗，设计人员可以确定目标应用的平均电流（表 2）。状态时间 (µs)电流 (mA)唤醒4006.0预处理3407.4预接收8011.0接收19017.5接收到发送1057.4发送11517.5后处理12807.4预休眠1604.1表 2：了解连接事件和参数（以及无线电休眠电流和占空比）可以计算典型应用中的平均电流。（表格来源：Digi-Key Electronics）休眠时间通常以毫微安 (nA) 为单位且较长，而连接事件通常以毫安为单位且较短。平均电流消耗通常在微安 (µA) 范围内。例如，考虑一个配备 ANT 无线技术的传感器实例。在一个传感器应用中，测得的平均电流为 175.5 A。因此，225 mAh 纽扣电池的电池寿命将为 225 mAh/175.5 µA = 1,282 小时（约 53 天）。在类似的传感器应用中，低功耗蓝牙技术消耗的平均电流为 49 A，电池寿命为 225 mAh/49 A = 4592 小时 = 191 天。峰值功耗对电池寿命的影响根据传感器的平均电流消耗计算电池寿命是一个非常有用的技巧，但这只是一个方面。纽扣电池的实际寿命不仅受平均电流幅值的影响，还受峰值电流的不利影响。超过 15 mA 的重复电流峰值会大大降低电池寿命。例如，超过 30 mA 的峰值电流可能会将电池的容量限制到制造商标称值的 80% 以下。试图消耗更高的电流可能会永久损坏纽扣电池。与平均电流较高且峰值电流较高的技术相比，使用平均电流较高但峰值电流较低的技术，电池寿命通常会更长。因此，了解各种无线技术的峰值电流消耗非常重要（表 3）。无线技术峰值电流消耗 (mA)CR2032 3 V 电池供电IrDA10.2是Nike+12.3是低功耗蓝牙13.0是ANT/ANT+17.0是ZigBee/RF4CE30是（但可用容量将会减少）NFC50否Wi-Fi116（在 1.8 V 下）否表 3：低功耗无线技术的峰值电流消耗。（表格来源：Digi-Key Electronics）选择具有低峰值电流的低功耗无线技术的另一个原因是因为它与能量收集技术（特别是光伏 (PV) 电池）的兼容性得到了改进。当将环境光转换成有用的电能时，PV 电池具有相对较低的效率。与 CR2032 (3 cm2) 尺寸相似的非晶硅太阳能电池将产生的功耗为 1.5 V × 8 A = 12 W。要提供如此小的功耗，无线电满足低峰值（和平均）电流需求至关重要。目标市场本文所介绍的低功耗无线技术针对特定的细分市场，其中一些发生重叠（表 4）。这份清单不算全面，可能会随着物联网的成熟而扩展。B（低功耗蓝牙）；A (ANT)；A+ (ANT+)；Zi (ZigBee)；射频 (RF4CE)；Wi (Wi-Fi)；Ni (Nike+)；Ir (IrDA)；NF (NFC)。细分领域BAA+Zi射频WiNiIrNF遥控安全保健与健身智能电表智能手机汽车心率血糖定位跟踪付款游戏智能钥匙智能电视智能家居智能交通PC动物标签辅助生活表 4：关键低功耗应用和适用于它们的无线技术。（表格来源：Digi-Key Electronics）总结通过对各种低功耗无线技术进行比较表明，各大厂商均在固件和开发套件方面为设计人员提供了所需的解决方案支持，帮助他们快速、有效地推进产品上市。但是，设计人员需要选择合适的低功耗无线接口，同时要考虑这种接口对整体功耗和电池寿命的影响，以及最终 BOM 和目标市场的需求。