對于LoRa節(jié)點而言，功耗是極其重要的參數(shù)。由于LoRa節(jié)點往往安裝的范圍比較廣，比如在農場里安裝的溫濕度傳感器LoRa節(jié)點，覆蓋整個農場，有可能數(shù)量較大，如果功耗過高，就會導致更換電池的頻率過高，導致人工成本過高。因此，如何降低LoRa節(jié)點的功耗，是本領域常見的技術追求。本文介紹數(shù)據(jù)速率DR和LoRa節(jié)點功耗的關系，從而介紹一種顯著降低LoRa節(jié)點功耗的方法。

想了解更完整的LoRa節(jié)點低功耗策略，可以參見文章LoRa終端低功耗策略。如果想了解如何排查LoRa節(jié)點功耗異常故障，可以參見文章LoRa節(jié)點休眠狀態(tài)功耗過高，問題可能出在哪。

一、同樣的節(jié)點，不同的數(shù)據(jù)速率，發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)時耗電差別可達25倍

我們以RAK瑞科慧聯(lián)生產的RAK7204LoRa溫濕度傳感器為例，實際測試并確定不同的數(shù)據(jù)速率能造成的耗電差別。RAK7204LoRa溫濕度傳感器集成了環(huán)境傳感器，能感測的數(shù)據(jù)包括環(huán)境溫度、濕度、氣壓、室內空氣質量。我們將其固定在室內，并且網(wǎng)關的位置在測試過程中也保持固定不變，網(wǎng)關和節(jié)點的距離大約是2米。

我們選取了兩種不同的數(shù)據(jù)速率（Data Rate）來進行測試，即DR5和DR0條件下，觀察其發(fā)射功率（Txpower）的測試結果。兩種不同數(shù)據(jù)速率DR條件下的測試結果見圖1、圖2。

圖1 ?兩種不同數(shù)據(jù)速率DR條件下的測試結果

圖2??兩種不同數(shù)據(jù)速率DR條件下的測試結果

從圖1和圖2可以看出，當DR不同時，僅發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)的時間T不同，發(fā)射數(shù)據(jù)平均電流I(120mA)和睡眠電流（圖中未體現(xiàn)，實測大約10uA）均不變。由于發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)時的電流最大（約120mA），若把電路看做直流純電阻電路，則：可見TxPower為最大值19.15dbm（TxP0）時，DR越大，時間T越短，功耗W=I*I*R * T 越小。

第一幅圖的數(shù)據(jù)發(fā)送時間T1=72.34ms，第二幅圖的T2=1808.088ms，T2是T1的大約25倍。??兩種DR下平均電流I都約為AVG=120mA，且認為電阻R受熱不變，則數(shù)據(jù)速率采用DR0時，RAK7204LoRa溫濕度傳感器的發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)時的功耗，為數(shù)據(jù)速率采用DR5時的25倍。

二、同樣的節(jié)點，不同的數(shù)據(jù)速率，整個周期時的耗電差別

對于同樣的節(jié)點而言，不同的數(shù)據(jù)速率下，睡眠功耗是相同的，待機功耗相同，并且發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)間隔設置20秒不能變。因此，對于同一個節(jié)點來說，不同的數(shù)據(jù)速率下的除了發(fā)送數(shù)據(jù)之外的整個周期的功耗差別都不大。發(fā)送數(shù)據(jù)功耗為圖1以及圖2中的最高峰，前面的小峰為采集傳感器數(shù)據(jù)，后面的小峰為節(jié)點接收數(shù)據(jù)。由圖1和圖2可見采集數(shù)據(jù)的功耗不隨數(shù)據(jù)速率DR的大小變化而變化，LoRa節(jié)點接收數(shù)據(jù)的功耗和發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)的功耗呈線性關系，故不影響結論，本次未做計算。

綜上，對于同一個節(jié)點，不同的數(shù)據(jù)速率，整個周期時的耗電差別基本可視為發(fā)送數(shù)據(jù)時的功耗差別。如何降低LoRa節(jié)點功耗的策略。因此，對于同一個LoRa節(jié)點而言，如果近距離且距離不變的話，想要電池使用時間長，就得設置當前數(shù)據(jù)速率DR為可用的最大數(shù)據(jù)速率。

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