【成功案例】物联网设备电池寿命提高50%解决方案：Keysight CX3324A器件电流波形分析仪、UXM无线测试仪

时间： 2018-11-06 来源：Keysight

一家位于美国的制造商，为大型公用事业公司开发物联网（IoT）设备，推出智能城市应用程序。其主要关注点之一是确保其发布的所有物联网设备都是可靠的，并且可以持续至少7年或更长时间不用更换新电池。智能城市的关键任务物联网应用，通常不选择接入交流电网，而是用电池供电，而且这些设备中有许多是无线连接的，有些是无人值守地操作，仅一个应用程序就可能需要数千个物联网传感器，在这种情况下，过早更换电池会非常昂贵。因此必须要保证的物联网设备是低功耗的。

在评估其物联网设备原型时，制造商意识到其存在严重的电池消耗问题。尽管先前的实验室测试已经向制造商保证过能耗会低得多，但大约有一半的测试样机使用的功率超出预期。制造商还需要在真实的网络和安装环境条件下测试其原型。例如，在低覆盖区域，物联网设备通常需要更多的传输重复才能成功传输数据。重复次数越多，功耗越高，电池消耗就越快。

为了避免因重新设计产品、发布失败甚至产品召回等方面造成损失，制造商需要找到一种方法来识别并解决影响设备原型的电池消耗问题。为此，需要一个测试解决方案，来准确地表征所有可能的操作模式（活动、空闲、休眠和待机等模式）的当前消耗。

快速、准确地识别电池寿命问题

为了找到根本原因，制造商采用KEYSIGHT CX3324A器件电流波形分析仪和UXM无线测试仪。CX3324A采用获得专利的高动态范围和快速采样功率传感技术，该技术可随电池通过不同的工作模式的转换而动态调整，确保在每个点尽可能准确地测量电流消耗，只需一次测量就可精确知道电池供电设备的电流消耗情况。使用CX3324A波形分析仪，制造商很快发现了电源组件之间的耦合问题。事实证明，公用事业公司所要求的低功率运行条件要求对电源轨道具有更严格的容差。这意味着电气化铁轨上的快速瞬变是由数据传输产生的，并且它干扰了设备的时钟（图1）。有了这些信息，制造商就能够快速确定解决方案。它只是改变了一些电源组件以消除耦合。

UXM为工程师提供了一种简便的方法，可以通过在真实条件下测试射频性能，自信地评估设计准备。它通过模拟许多不同类型的蜂窝网络来实现这一点，包括CAT-M1和NB-IoT规范。使用UXM测试集来模拟不同的网络条件，包括间歇性连接，制造商在其原型中发现了第二个问题。这些设备在大多数环境中的表现与预期相同，但在蜂窝网络边缘运行时则不然。在这里，间歇性连接迫使设备多次重传数据，使电池耗电量超过正常速率的五十倍。通过简单地改变设计，制造商能够阻止设备在间歇性连接条件下过度地尝试重新连接网络。

图1.用CX3324A进行瞬态电流测量的示例

一个成功的物联网设备设计

利用Keysight科技的波形分析仪和无线测试集解决方案，可以让制造商在进入最终生产之前，迅速而容易地发现了两个对物联网原型电池寿命产生负面影响之处。CX3324A的电流损耗测量消除了设备电源轨上的快速瞬变，从而使电池寿命提高了50%；UXM对不同蜂窝网络条件仿真，使制造商能够发现并修复了一个设计缺陷，就是这个缺陷使设备的电池消耗太快。由于是在设备投入使用之前发现了缺陷，因此避免了昂贵的设备召回，为公司节省数百万美元。

Keysight科技的解决方案快速解决了这家制造商的设计问题，在能够满足客户要求的前提下，能在预算范围内按时交付新设备，并且可以充满信心地适应智能城市以外的未来客户和应用。

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全部评论（8）

汽车城 Lv5. 技术专家 2018-11-06

学习
WallE Lv7. 资深专家 2018-11-06

现在电池寿命太短
aniu Lv7. 资深专家 2018-11-06

每天学习点新东西
牵着蜗牛散步 Lv6. 高级专家 2018-11-06

不错
aMing Lv5. 技术专家 2018-11-06

好

kong Lv6. 高级专家 2018-11-06

可以考虑
30787 Lv7. 资深专家 2018-11-06

学习
黑云 Lv6. 高级专家 2018-11-06

真好

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