像物聯網 （IoT）領域的許多行業一樣，低功耗藍牙（BLE）聯接已徹底改變了資產管理的格局。BLE現在占當今市場上可追蹤資產標簽的50%。

基于RFID的標簽仍在使用，但在提供有關資產周圍事件的主動數據方面能力有限。RFID不被視為跟蹤系統，而更像是一種需要掃描儀和人工干預的識別技術。

因此大多數RFID標簽制造商現在都在考慮用BLE開發新標簽。

在嵌入式 MCU 上運行BLE，現在可提供許多增值服務，例如環境數據日志傳輸、冷鏈管理和準確、實時的定位。

圖1：各種聯接技術用于資產追蹤預測

2015 年，藍牙標簽市場處于起步階段，有 22 家制造商的約26 款型號。那時，Aislelabs 發布了每個設備的技術基準。結論是，在他們特定的測試條件和 CR2032 電池下，電池壽命僅四到五個月，具體取決于設備制造商和硅芯片組供應商。

這種預期壽命對于消費者應用來說都不夠，更不用說工業4.0了，因為在工業4.0中，保持盡可能低的運營成本至關重要。考慮到維護和服務費、電池更換和回收成本，部署一個大約每五個月就得檢查一次的設備是不可行的。我們的實地調查表明，對于工業資產追蹤標簽來說，實現五年的電池運行壽命是個重要且必要的目標。

我們將在下文回顧關鍵技術，這些技術使我們能夠開發具有 5 年電池使用壽命的BLE 標簽，而不會影響性能和部署靈活性。

低功率無線電

在任何無線設計中，延長電池使用壽命的關鍵是盡量減少主要能耗元兇的影響——無線電和連接的微控制器。RSL10藍牙5無線電系統單芯片 （SoC）提供業界最低功耗的BLE技術，非常適合任何電池供電的系統。

為了說明這功耗到底有多低，我們計算了基于RSL10相比其他幾個領先的無線電SoC的藍牙信標的預期電池使用壽命。下圖是在相同的應用條件下繪制的，包括傳輸功率和工作周期。X軸代表電池容量（200至240毫安時，相當于一個CR2032紐扣電池），Y軸代表預期電池使用壽命。在這個例子中，基于RSL10的信標在相同的廣告占空比（1.6 Hz）、相同的協議和傳輸功率（-6 dBM）下，預期電池使用壽命約32個月，而不是只有4、5個月。

圖4：基于RSL10的信標的電池使用壽命得以延長

新能源

制造商現在采用更高能效的無線電SoC，能夠研究以前不可能的新能源和替代能源。這包括使用更小的紐扣電池（CR24xx到CR2016），使用表面貼裝的微型電池，甚或設計無電池應用。這些選項中的任何一個都減少應用的重量、尺寸和復雜性，從而提升整體設計。

安森美半導體最近與Dracula Technologies合作開發了一個完全由光伏（PV）電池供電的傳感器節點的概念驗證。該設計是基于Dracula Technologies的LAYER?以及獲LEAP獎的RSL10太陽能電池多傳感器平臺。該設計大約只有信用卡的一半大小，能夠提供持續的、不需要電池的BLE信標和環境感知能力。

改進的算法

安森美半導體工程師優化啟動序列并開發用于實時定位系統 （RTLS） 的特定算法，在固件層面提高了資產管理標簽的性能。

在標準的RSL10 BLE協議棧中，默認在三個定義的通道（37、38和39）進行傳輸。這樣做是為了增加錨點或網關設備收到信標事件的可能性。減少那些微小而短促的突發的功耗很重要，這樣事件的能量預算就會減少到給定發射功率的最大值。在這個例子中，我們已經達到了每個11毫秒（ms）的事件不到20微焦，如下圖所示。

根據此計算，如果標簽每 33 毫秒發送一次信息，則 CR2016 電池的使用壽命可延長到約 6 年。

圖 7. 優化的BLE 傳輸和待機的能耗測量

算法優化不僅僅是在BLE內。使用為RSL10提供的另一個固件包--RSL10 Quuppa RTLS AoA CMSIS PackQ--我們能夠將功耗再降低30%。這種RTLS的實施特別智能，因為它減輕了發射功率預算而不影響系統性能，實時定位以50赫茲運行和更新。

圖 8. 使用RSL10 Quuppa AoA 標簽 CMSIS 包的單一廣告事件

有了這些改進，系統集成商可確保他們設計并投放市場的資產標簽不會在不到一年的時間內耗盡電池，從而使他們忘記追蹤器而關注資產。

審核編輯：郭婷