
Para muitas implantações de IoT, a visibilidade de longa distância é o ponto principal. Agricultura inteligenterastreamento de ativos, pipeline e monitoramento ambiental, todos operam em grandes distâncias geográficas, com dispositivos espalhados por toda parte. Isso significa que seus dispositivos acabam muito longe de tudo o que normalmente faz a tecnologia funcionar, afetando a duração da bateria de dispositivos IoT remotos.
Sem acesso à rede elétrica, a energia tem que vir de baterias. Trocar essas baterias é caro e demorado, supondo que seja possível. Provavelmente não é quando seus dispositivos estão no meio do oceano, no topo de um pico de montanha ou espalhados pelo Outback australiano.
Para fazer sentido comercial (e muito menos técnico), dispositivos IoT distantes precisam ser incrivelmente eficientes em termos de energia. Eles precisam se recarregar de alguma forma, limitar o uso de energia ou ambos. Em outras palavras, a duração da bateria é um desafio elementary para implantações remotas de IoT.
Aqui estão algumas maneiras de aumentar a duração da bateria de dispositivos IoT remotos, não importa o quão distante você esteja dos locais tradicionais de implantação dos seus dispositivos IoT.
5 maneiras de prolongar a vida útil da bateria em implantações remotas de IoT
O uso de energia na IoT sempre depende da sua tecnologia de conectividade. Implantações remotas tendem a descartar modems celulares — simplesmente não há cobertura — o que deixa LPWAN não baseada em celular (por exemplo, LoRa) e conexões through satélite.
No entanto, você pode pensar em IoT through satélite como uma forma de LPWAN. Você normalmente não a vê descrita como tal, mas é exatamente isso que ela é; sensores individuais se comunicam com satélites, que por sua vez transmitem os dados por meio de uma estação terrestre para seus servidores para interpretação.
Com ambas as opções – LPWAN não baseada em celular e LPWAN through satélite – você tem restrições de energia. Em termos gerais, quanto mais dados você envia e recebe, mais energia você vai precisar; e o satélite dá a você a flexibilidade de enviar volumes maiores de dados do que LoRaWAN (além disso, os dados precisam viajar mais). Isso significa que as considerações para conservação de bateria são particularmente relevantes para implantações de IoT through satélite. Quando você planeja sua próxima grande implantação de IoT through satélite, então, tenha estas cinco dicas em mente:
#1: Envie o mínimo de dados possível
Alguns dos dispositivos IoT de satélite mais eficientes em termos de energia do mercado usam apenas um décimo de watt para ficar ocioso. Quando o mesmo dispositivo transmite dados, no entanto, o uso de energia dispara para 7 watts — um aumento de 7.000 por cento!
Cada dispositivo IoT segue a mesma lei: quanto mais dados você envia, mais tempo você transmite e mais energia você usa. Se você quer que suas baterias durem, então, você tem que enviar apenas dados de missão crítica. Identifique os pontos de dados que você precisa para atingir sua meta e livre-se de todo o resto.
#2: Envie dados com pouca frequência
Como estabelecemos, a transmissão de dados consome muita energia, afetando a vida útil da bateria de dispositivos IoT remotos. Limitar o quantity de dados aumenta a vida útil da bateria, mas limitar a frequência das transmissões de dados também.
Pegue um dispositivo de rastreamento GPS padrão, por exemplo. Se ele relatar sua localização a cada cinco minutos, a bateria pode durar uma semana. Transmita uma vez por hora, e a vida útil da bateria aumenta para três semanas ou mais. Envie dados uma vez por dia, e agora você está olhando para uma vida útil de bateria de seis meses.
O mesmo princípio se aplica a todos os dispositivos IoT. Para obter uma longa duração da bateria, então, é importante dimensionar corretamente sua programação de transmissão. Se você puder se safar com relatórios diários ou semanais, seu dispositivo durará muito mais do que um que esteja constantemente enviando dados.
#3: Processar dados na borda
Como exatamente você faz para enviar menos dados, com menos frequência? Você deve analisar os dados no ponto de geração, para que o sistema possa identificar dados cruciais para transmissão, ignorando o resto. Em outras palavras, você precisa processamento de dados na borda.
Com recursos de computação de ponta incorporados ao seu satélite dispositivo transceptor, você pode relatar por exceção. (Por que desperdiçar bateria dizendo “sistema regular” repetidamente?) Você pode priorizar dados de acordo com suas necessidades. E você pode compactar dados antes de transmitir.
#4: Use protocolos baseados em mensagens
Se você está acostumado com IoT celular, pode presumir que toda conexão de dados de IoT deve usar um protocolo baseado na web como TCP/IP. Em uma implantação de IoT through satélite, essa provavelmente não é a melhor escolha. Por quê? Porque TCP/IP é um protocolo que consome muitos recursos. Ele está sempre ligado, para começar.
Ele também requer múltiplas mensagens de autenticação/overhead envolvendo os dados reais que você deseja enviar. O protocolo TCP/IP simplesmente não foi projetado para os baixos volumes de dados envolvidos na maioria dos casos de uso de IoT.
A IoT celular pode usar o Non IP Information Supply (NIDD), que é baseado em mensagens — mais como uma mensagem de texto do que uma videochamada. Também há protocolos comprovados de conectividade baseados em mensagens para sistemas de satélite, como o Quick Burst Information (SBD) da Iridium, o Iridium Messaging Transport (IMT) ou o IsatData Professional da Inmarsat.
#5: Energia de colheita
Painéis solares não são um substituto para otimização de dados, processamento de ponta e protocolos baseados em mensagens. Eles simplesmente não são eficientes o suficiente para substituir baterias completamente. Eles exigem condições ensolaradas e, frequentemente, muito espaço e infraestrutura.
Dito isso, a energia photo voltaic pode ajudar a estender a vida útil de alguns dispositivos IoT remotos — em conjunto com baterias, é claro. Por exemplo, um transceptor de satélite chamado Iridium Edge Photo voltaic pode funcionar com painéis solares por até 10 anos, com uma bateria reserva para mais cinco anos de serviço — se você otimizar os cronogramas de transmissão de dados.
Prolongando a vida útil da bateria
Em última análise, as implantações remotas de IoT exigem uma estratégia de base para estender a vida útil da bateria. Você certamente precisa de {hardware} resiliente e com eficiência energética. Procure um transceptor que consuma menos de um quarto de watt no modo de recepção e talvez um interruptor liga/desliga capaz de Modulação de largura de pulso (PWM), uma técnica de economia de energia que funciona como um interruptor dimmer de uma lâmpada.
Mas mesmo o {hardware} mais eficiente em termos de energia irá queimar se você não planejar o uso splendid de dados. Quando seus dispositivos IoT estão muito distantes para manutenção prática, a otimização de dados é a chave para o sucesso de toda a implantação.