對(duì)于由電池供電且需遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的無(wú)線數(shù)字式溫濕度計(jì)而言，功耗是決定其使用壽命的關(guān)鍵。優(yōu)化策略的核心在于平衡數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與能耗，通過(guò)智能的間歇采樣與無(wú)線傳輸協(xié)同機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一、間歇采樣策略：按需喚醒，靜態(tài)休眠
間歇采樣的目標(biāo)是在滿足監(jiān)測(cè)要求的前提下，最大限度地讓核心傳感器與微控制器處于低功耗的休眠狀態(tài)。
自適應(yīng)采樣頻率：這是高效的策略。系統(tǒng)并非固定間隔采樣，而是根據(jù)環(huán)境穩(wěn)定度動(dòng)態(tài)調(diào)整。
穩(wěn)定期策略：當(dāng)溫濕度變化緩慢（如存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)中），自動(dòng)延長(zhǎng)采樣間隔（如從1分鐘/次調(diào)整為10分鐘/次），大幅降低功耗。
波動(dòng)期策略：當(dāng)檢測(cè)到參數(shù)變化速率超過(guò)閾值（如開(kāi)門(mén)導(dǎo)致的溫濕度驟變），立即切換至高頻率采樣模式，以捕捉關(guān)鍵動(dòng)態(tài)過(guò)程。這確保了數(shù)據(jù)有效性的同時(shí)避免了無(wú)效采樣。
事件觸發(fā)采樣：將采樣與外部事件綁定。例如，在倉(cāng)儲(chǔ)管理中，可與門(mén)磁開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，僅在貨物出入庫(kù)時(shí)啟動(dòng)密集采樣，平時(shí)則維持極低頻率的“心跳”監(jiān)測(cè)。
二、無(wú)線傳輸優(yōu)化策略：精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)，減少鏈路活躍時(shí)間
無(wú)線通信是系統(tǒng)中的“耗電大戶”，其優(yōu)化至關(guān)重要。
數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)與本地緩存：
變化量傳輸：僅在當(dāng)前讀數(shù)與上次傳輸值之差超過(guò)預(yù)設(shè)死區(qū)時(shí)（如溫度變化±0.5°C，濕度變化±2%RH）才啟動(dòng)傳輸，避免發(fā)送冗余數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)打包：將多次采樣數(shù)據(jù)在本地緩存，打包成一個(gè)數(shù)據(jù)包后一次性發(fā)送。這顯著減少了無(wú)線模塊的啟動(dòng)/握手次數(shù)，其單次長(zhǎng)時(shí)工作的能耗遠(yuǎn)低于多次短時(shí)工作。
低功耗廣域網(wǎng)協(xié)議的應(yīng)用：針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化的協(xié)議是根本性解決方案。如LoRaWAN或NB-IoT，它們專(zhuān)為低數(shù)據(jù)率、長(zhǎng)距離通信設(shè)計(jì)，具有的接收靈敏度，并能支持極長(zhǎng)的休眠周期，從通信協(xié)議層面實(shí)現(xiàn)了功耗的降低。
協(xié)同優(yōu)化：
最終，采樣與傳輸策略需協(xié)同工作。微控制器在絕大部分時(shí)間處于深度休眠狀態(tài)，僅由定時(shí)器或外部中斷喚醒。喚醒后，執(zhí)行一次快速的傳感器采樣與數(shù)據(jù)比較，若判斷無(wú)需傳輸，則立即返回休眠；若需傳輸，則以高效率完成數(shù)據(jù)發(fā)送并迅速關(guān)閉無(wú)線模塊。通過(guò)這種“按需工作、休眠”的策略，可讓數(shù)字式溫濕度計(jì)在單次電池供電下穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)年。
