La surconsommation d’énergie des dispositifs CIoT (Cellular IoT) déployés sur un réseau à grande échelle en raison de configurations non optimales peut rapidement vider leur batterie et compromettre leur durée de vie utile, en particulier lorsqu’ils sont non accessibles et déployés dans des zones éloignées. Ce problème reste critique même pour les dispositifs accessibles et distants en raison des coûts élevés de leur maintenance sur site, c’est-à-dire la recharge ou le remplacement de leur batterie.
Avantages d’une efficacité énergétique optimale des dispositifs CIoT
L’efficacité énergétique non optimale des dispositifs CIoT peut ralentir le déploiement et avoir un impact négatif sur l’expérience des utilisateurs, augmenter le nombre de plaintes des clients et de retours de marchandises parmi les opérations de maintenance à distance ou sur le terrain qui dépassent le budget prévu, et avoir un impact sévère sur la crédibilité du fabricant. Dans ce pack de réussite, nous nous concentrons sur l’efficacité énergétique des technologies CIoT et sur la manière d’optimiser la consommation d’énergie des appareils LTE-M et NB-IoT dans le laboratoire à l’aide du PicoLTE avant d’envisager tout déploiement sur le terrain. Cela vous permet de :
Maintenir le temps de développement.
Offrez des expériences positives aux utilisateurs.
Limiter les plaintes des clients ou les retours de marchandises.
Maintenir une réputation positive.
Conséquences de la surconsommation électrique des dispositifs CIoT
En clair, les dispositifs CIoT ne doivent pas tomber en panne de batterie une fois déployés sur le terrain, car les conséquences pour les fabricants peuvent être préjudiciables.
Plus de batterie, plus de communication.
Pendant la maintenance, de nombreux problèmes peuvent être résolus à distance grâce à des mises à jour du micrologiciel. Toutefois, si l’appareil sur le terrain n’a plus de batterie, la communication est interrompue et aucune mise à jour ne peut plus être effectuée. Dans ce cas, la seule solution est d’envoyer un technicien pour recharger ou remplacer la batterie, ce qui est coûteux.
Coût de l’envoi d’un technicien sur le terrain.
L’envoi d’un technicien sur le terrain pour remplacer une batterie correspond souvent au coût du dispositif IoT (entre 100 et 2 000 dollars) ou, à tout le moins, au bénéfice du fabricant. Par conséquent, l’envoi d’un technicien sur le terrain pour remplacer les batteries défectueuses n’est, la plupart du temps, pas une solution viable pour les fabricants.
Crédibilité et réputation ternies.
Si une batterie est spécifiée pour durer trois ans mais ne dure que trois mois, la crédibilité du fabricant est affectée, ainsi que sa réputation sur le marché. La durée de vie de la batterie des dispositifs CIoT est déjà une préoccupation pour les utilisateurs finaux. Ils anticipent déjà les problèmes à ce niveau. Ils interrogeront les fabricants sur la durée de vie de leurs batteries. Les fabricants n’ont donc d’autre choix que de montrer leurs références pour gagner la confiance de leurs futurs clients.
Les performances sont influencées par les facteurs environnementaux.
Les performances de la batterie dépendent fortement des facteurs environnementaux, tels que la température et l’humidité. Par conséquent, la consommation électrique des dispositifs CIoT peut varier et être accentuée une fois déployés sur le terrain, en fonction de leur environnement proche.
Variabilité des réseaux cellulaires.
Le réseau sur lequel fonctionne un appareil CIoT a également une incidence sur les performances de la batterie. L’autonomie de la batterie testée sur un réseau peut différer lorsque l’appareil est utilisé sur un autre réseau. La raison : de nombreuses fonctions d’économie d’énergie sont prises en charge directement sur le réseau. Les réseaux ne sont pas uniformes d’un pays à l’autre ou lorsqu’ils sont fournis par différents opérateurs. Les fonctions d’économie d’énergie sont configurables et les paramètres de configuration varient d’un réseau à l’autre.
Position des dispositifs CIoT par rapport aux tours cellulaires.
L’endroit où le dispositif CIoT est installé sur le terrain par rapport à la position de la tour cellulaire a également un impact sur la consommation de la batterie. Est-il positionné à la limite de la couverture de la cellule ? Selon que le dispositif IoT doit parler fort pour être entendu de la tour cellulaire, pour ainsi dire, sa consommation d’énergie et, par conséquent, l’autonomie de sa batterie, seront affectées.
Le piège de la surveillance de la tension moyenne.
Lors des tests, les ingénieurs qui conçoivent le circuit électronique contrôlent la tension moyenne. Le fait est que, lorsque le dispositif est déployé loin de la tour, la tension moyenne peut être excellente car le dispositif ne transmet pas de données en continu. Cependant, lorsqu’il doit soudainement transmettre des données, il aura besoin de plus de courant. C’est dans ces circonstances qu’une batterie s’use prématurément. Accentuée par l’exposition au froid, la batterie peut avoir du mal à fournir le courant de pointe dont l’appareil CIoT a besoin à ce moment-là pour transmettre des données.
En conséquence, l’appareil CIoT s’éteint et se rallume de manière imprévisible lorsqu’il tente de transmettre des données. Les appareils situés à la limite de la couverture cellulaire, exposés au froid et dont la batterie est déjà usée, seront les premiers à tomber en panne.
Usure prématurée de la batterie.
Il n’est pas toujours facile de détecter l’usure prématurée d’une batterie. La plupart des fabricants surveillent la tension moyenne, et ils peuvent constater que certains appareils perdent la connexion ou se réinitialisent, mais ils ne savent pas pourquoi. Lorsque ces phénomènes se produisent, c’est le signe d’une mauvaise consommation d’énergie qui doit être optimisée pour améliorer l’autonomie de la batterie.
Non-contrôle des réseaux pendant le développement.
Les équipes qui développent des dispositifs CIoT ont accès aux réseaux cellulaires là où ils se trouvent, mais elles n’en ont pas le contrôle. Ainsi, lors des tests, les ingénieurs ne peuvent pas simuler le fait d’être loin de la tour de téléphonie cellulaire ou à la limite de la couverture cellulaire. Néanmoins, il est essentiel de tester comment leurs appareils se comporteront dans les pires scénarios.
Pour ce faire, les équipes de développement doivent être en mesure de contrôler 1) l’intensité du signal sans fil pour simuler qu’ils sont loin de la tour ou à la limite de la couverture cellulaire et 2) les paramètres d’économie d’énergie pris en charge par les opérateurs de réseau locaux.
La surveillance de ces paramètres est essentielle pour connaître le profil de consommation d’énergie de l’appareil dans différents scénarios, par exemple, à la limite de la couverture cellulaire, à des températures glaciales, avec une batterie usée, ou sur des réseaux qui prennent en charge (ou non) certains paramètres d’économie d’énergie. Par conséquent, ils établiront une spécification pour la durée de vie de la batterie dans laquelle ils auront confiance.
Évolution des réseaux cellulaires.
Sur la base de nouvelles normes, les réseaux cellulaires évoluent au fil des ans, ce qui a un impact sur les dispositifs IoT précédemment développés et déployés sur le terrain. Pour s’assurer qu’ils continuent à répondre à leurs spécifications, les fabricants doivent être en mesure de recréer en laboratoire les conditions observées sur le terrain après les mises à jour du réseau. Pour ce faire, leurs procédures de test en laboratoire doivent évoluer en fonction des normes cellulaires du réseau – si ce n’est plus rapidement que le réseau de l’opérateur sur le terrain. Ainsi, chaque fois que les opérateurs mettent à jour le réseau, les dispositifs seront déjà testés en laboratoire.
Les normes IoT cellulaires sont déterminées par le 3GPP (Third Generation Partnership Project). Par conséquent, si les fabricants veulent rester à la pointe du progrès, ils doivent mettre à jour leurs bancs d’essai à chaque nouvelle version du 3GPP et tester leurs dispositifs CIoT en fonction de ces nouvelles versions. Ainsi, lorsque les réseaux sont mis à jour sur le terrain, les fabricants ont déjà identifié les dispositifs CIoT qui doivent être mis à jour.
Caractéristiques principales pour augmenter l’autonomie de la batterie de l’appareil
Découvrez les fonctionnalités de l’appareil qui lui permettent de se connecter à un réseau en fonction des besoins tout en restant inactif ou en mode veille pendant des minutes, des heures, voire des jours, augmentant ainsi l’autonomie de la batterie de l’appareil. Le PicoLTE permet de tester ces fonctionnalités sur votre appareil, en optimisant la consommation d’énergie et l’autonomie de votre appareil.
- Réception discontinue (DRX) – Version 12
- Réception discontinue étendue (eDRX) – Version 13
- Mode d’économie d’énergie (PSM) – Version 12
- Transmission anticipée de données (MO-EDT) – Version 15 Mobile
- Transmission anticipée des données d’origine (MO-EDT) – Version 15
- Réduction du temps d’acquisition du système – version 15
- Surveillance assouplie pour la resélection de cellules – version 15
- Signal de réveil (WUS) / Signal de réveil de groupe d’UE (GWUS) – Version 15 & 16
- Sécurité de l’efficacité de la batterie pour les faibles débits (BEST) – Version 15