什么是低功耗无线传感器网络？

技术的进步使得在家中、仓库和生产车间以及跨城市收集数据变得更加容易。随着这些数据的收集和解释，决策者现在可以有意义地使用它。这些进步正在创造所谓的物联网 (IoT)、万物互联（感谢思科！），或者过去众所周知的机器对机器 (M2M) 通信。城市管理者、企业和公民是（并将成为）从这些数据流中创建的信息的受益者。但在绝大多数情况下，想要访问这些数据的人都无法获得。迄今为止，现有解决方案在网络覆盖范围内过于有限，或者过于耗电，或者两者兼而有之。然而，随着低功耗无线传感器网络的出现，这种情况正在迅速改变。现在可以收集所有这些数据并提供给需要它的人。

为了了解什么是低功耗无线传感器网络及其工作原理，我们整理了这篇文章。它回答了关键问题：所有这些数据来自哪里，以及需要多少能量来获取这些数据？首先，我们将退后一步，描述无线传感器网络是什么，所以我们都在同一个页面上。

无线传感器网络 (WSN)

无线传感器网络 (WSN) 是一组空间分布的独立设备，它们通过测量物理或环境条件来收集数据。正在测量的一些条件是：温度、压力、湿度、位置、使用信息、照明和声音。这些读数以数据的形式通过网络进行整理和组织，然后交付给最终用户。 WSN 已经用于工业过程监测和控制、电力系统控制和人体健康监测等许多应用。

传统上，这些 WSN 往往需要大量电源才能运行，但降低系统的电源需求会增加传感器设备的使用寿命，并为电池供电的应用创造空间。电池供电的设备支持广泛的用例，并为低投资回报率的应用提供机会。这是低功耗无线传感器网络 进来。

低功耗无线传感器网络

实现 WSN 更长寿命的关键是设计无线传感器网络 最大限度地减少无线传感器设备的功耗 ，因此得名“低功率”。为了降低整体功耗，低功耗无线传感器网络控制设备（例如无线电或微控制器）的活动时间或“唤醒时间”，并在它们“睡眠”时限制电流消耗。这些网络通过改变设备的电源设置模式来实现这一点，例如“始终开启”、“待机”或“休眠”模式。

例如，考虑一个可以长时间收集数据的基本远程温度传感器。在“主动”模式下，设备使用电源读取温度读数并使用复杂的噪声过滤算法处理数据，但设备不必经常这样做。当不处于活动模式时，微控制器可以返回睡眠模式，直到进行更多的采样测量。然后，实时时钟和日历 (RTCC) 会定期从睡眠模式中唤醒，以查看是否还有其他任务要执行。如果没有，它将返回睡眠状态，以节省电力使用。当微控制器运行的时间量得到智能管理和控制时，整体功耗会大大降低。

低功耗无线传感器网络的一个理想用例是“智慧城市”应用。低功耗网络技术最适合监控停车场、路灯、交通控制、市政交通系统（公共汽车）、扫雪、垃圾收集和公共安全等事物的状况。从这些设备收集数据，然后以某种格式解释为有意义的信息，使城市员工能够就分配资源和提供服务做出明智的决定。在许多情况下，可以提前对不断变化的条件做出响应并实现自动化，从而打造“智慧城市”。

谁在构建低功耗 WSN？

有几家无线机器对机器 (M2M) 公司正在构建强大的低功耗无线传感器网络。以下是一些：

SIGFOX

SIGFOX Ready™ 调制解调器以低传输功率运行，没有连续的网络同步，这在多年功能的同时提高了能源效率。 SIGFOX Ready™ 调制解调器的典型功耗从 20mA 到 70mA 不等，它们在不活动时几乎不消耗。目前SIGFOX采用仅上行网络，他们正在开发下一代双向特性，但他们的底层技术意味着下行不会有对称链路。

线性技术

另一家使用低功耗 WSN 的公司是 Dust Networks，它是 Linear Technology 的一部分。他们的 SmartMesh IP 和 SmartMesh WirelessHART 产品专为要求低功耗、可靠性和可扩展性的恶劣工业环境而设计，非常适合一般工业应用。

OnRamp 无线

OnRamp Wireless 也在其低功耗 RPMA 网络方面取得了进步。该网络允许住宅和商业计量通信，并且可以在支持电网自动化的同一网络基础设施上支持智能计量功能，同时利用能源效率。

活动

Actility 也涉足其中。 Actility 的端到端 M2M 服务 ThingPark Wireless 提供双向低功耗网络，可覆盖人口密集的城市地区 2-5 公里的范围，以及农村应用范围达 15 公里的覆盖范围。

链接实验室

Link Labs 正在构建其低功耗无线传感器网络。 Link Labs 的低功耗无线传感器网络具有一流的灵敏度和功耗、灵活的协议栈以及对称的上行链路和下行链路，是从停车和水表到路灯和资产跟踪的理想平台。

结论

低功耗无线传感器网络是在物联网空间传输和收集数据的低成本解决方案。通过节约和限制远程设备使用的功率，低功率无线网络为物联网生态系统中的各种新应用开辟了空间。通过更好地了解低功耗 WSN 上的电源管理功能，工程师们可以很好地开发绿色、节能的无线解决方案。通过倾听客户的意见并通过其广域低功耗协议 Symphony Link 提供灵活的解决方案，Link Labs 在开发低功耗无线传感器网络方面处于领先地位。