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08 Jan 2022

为物联网设计超低功耗 GPS 解决方案

我们最新的白皮书将帮助您在 GPS 性能、功耗和成本之间找到最佳平衡点。

特别是在消费者、工业和汽车跟踪用例中,全球导航卫星系统 (GNSS) 接收机长期以来一直被视为耗电大户。早在 2010 年,单频段 GNSS 接收机在连续跟踪模式下的功耗稍高于 120 mW。到 2015 年,功耗已降至 70 mW 左右。如今,凭借技术改进,跟踪应用的功耗仅为 25 mW

在过去的五年里,该技术的功耗自主性已攀升到新的高度。如今的低功耗 GNSS 接收机可以跟踪更多的卫星星座,每个星座都支持多个频段,从而以更快的速度、更低的功耗提供更高定位精度。在某些用例中,通过将耗电的计算委托给云端,GNSS 接收机的功耗可以降低到终端设备电力预算的百分之十以下。

但是,要在低功耗资产跟踪和相关应用中实现以上低功耗目标是充满挑战的。一方面,有很多方法可以将 GNSS 接收机集成到终端产品中,其中一些方法比其他方法更节能。此外,先进的 GNSS 接收机越来越多地提供一系列设置,以便用户自行配置以优化功耗,同时满足特定用例的性能要求。

找到低功耗 GPS 的最佳平衡点

在我们关于“如何降低 GPS 设备的功耗”的最新白皮书中,我们概述了一些基本的设计考虑因素,利用这些因素,可以让 GNSS 接收机的功耗仅占到标准 GNSS 解决方案耗电预算的一小部分。对于特定用例需要考虑的设计因素,将取决于用户如何在精度、动态性能、尺寸、成本等因素之间进行取舍。

GPS-based IoT tracking use cases

优化硬件选择和固件设置

在白皮书的第一部分,我们重点介绍了基于硬件的策略,并以为五组用例开发长续航时间 GPS 跟踪器为例,包括汽车跟踪器、运动手表、手持设备、宠物和儿童跟踪器以及物流货物跟踪器。除了明显的策略(包括选择低功耗元器件)外,我们还介绍了利弊,包括备用电池、实时时钟、闪存等。

但是对硬件进行微调只会让您走到这一步。接下来,白皮书探讨了使用基于固件的方法来降低功耗。在这里,我们重点介绍了省电模式、更新速率、多 GNSS 支持,并仔细研究不同形式的定位服务,包括辅助 GNSS (AGNSS)云端定位

最后,我们总结了我们对五个选定用例类别的设计考虑因素的粗略指导。其中的建议将为您与元器件供应商进行讨论提供一个出发点。仅在考虑目标用例的精确规格后,才能最终确定最佳设置。

当今最先进的 GNSS 接收机通常提供多种方法来优化功耗,同时满足用例特定的性能要求。要准确了解哪些设计考虑因素和设备配置适用于您的用例,并快速了解如何在性能、尺寸、功耗和成本这四个相互矛盾的因素之间做出平衡,请阅读我们关于“如何降低 GPS 设备的功耗”的白皮书

Bernd Heidtmann

u-blox 标准精度 GNSS 产品战略部产品经理

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