Silicon Labs SiWx917 Wi-Fi 6 SoC 經(jīng)過測試，可實現(xiàn)強大的連接性能，并能讓物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備擁有長達數(shù)年的電池壽命。
電池壽命是購買者在比較無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時首先關(guān)注的特性之一。電池續(xù)航時間越長越好。根據(jù) Novus Labs 進行的互操作性和功耗測試，證明了 SiWx917 Wi-Fi 6 SoC 即使在極度擁塞的場景下，也能實現(xiàn)穩(wěn)定且節(jié)能的連接。因此據(jù)估算，SiWx917 可為智能鎖提供長達 5 年的電池壽命，這為設(shè)備制造商帶來了極其寶貴的競爭優(yōu)勢。閱讀這篇博客，以了解更多關(guān)于 SiWx917 在不同網(wǎng)絡(luò)擁塞場景下的功耗、吞吐量以及電池壽命的信息。
Wi-Fi 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與聯(lián)網(wǎng)睡眠模式
諸如智能鎖、安防攝像頭和傳感器之類的 Wi-Fi 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，在與 Wi-Fi 接入點 (AP) 保持關(guān)聯(lián)且連接至云端的同時，大部分時間都處于睡眠狀態(tài)。這種所謂的聯(lián)網(wǎng)睡眠模式（又稱 WLAN 關(guān)聯(lián)模式）降低了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功耗，并延長了電池續(xù)航時間，同時使設(shè)備在 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)中仍可被訪問，也就是說，云應(yīng)用程序和用戶在任何需要的時候都可以與該設(shè)備啟動數(shù)據(jù)通信。通常情況下，主動通信期僅持續(xù)數(shù)秒或數(shù)分鐘，之后設(shè)備便會恢復(fù)到聯(lián)網(wǎng)睡眠模式。由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的占空比具有很強的“睡眠”特性，因此在聯(lián)網(wǎng)睡眠模式下，設(shè)備以低功耗保持與 Wi-Fi 接入點連接的能力是影響設(shè)備電池續(xù)航時長的最關(guān)鍵因素。
SiWx917 Wi-Fi 6 SoC
Silicon Labs SiWx917 Wi-Fi 6 SoC 以其卓越的能效而聞名。其在 Wi-Fi 6 聯(lián)網(wǎng)睡眠模式（目標(biāo)喚醒時間為 60 秒）下的功耗僅為 22μA，這在行業(yè)內(nèi)屬于最低功耗水平之列。其在 Wi-Fi 6 聯(lián)網(wǎng)睡眠模式下與 MCU 結(jié)合的系統(tǒng)功耗僅為 37μA。在撰寫本文時，這一功耗水平比該細分市場中的任何其他 Wi-Fi 產(chǎn)品都要低。
然而，在僅有一個 Wi-Fi 接入點的理想條件下所進行的測量，并不能全面反映能效的真實情況。Wi-Fi 信道擁塞情況以及接入點的型號會影響互操作性和功耗。
為了更全面地了解 SiWx917 在不同網(wǎng)絡(luò)擁塞場景下的表現(xiàn)、它與不同接入點型號的互操作性，以及這些方面如何影響電池壽命，我們聘請了全球獨立無線工程專業(yè)機構(gòu) Novus Labs，讓我們的旗艦級 Wi-Fi 6 SoC SiWx917 接受他們最嚴格的無線測試項目。
SiWx917 Wi-Fi 互操作性和功耗測試
此次測試的目的是查明，在面對全球廣泛使用的 100 種熱門 Wi-Fi 接入點型號時，SiWx917 在連接穩(wěn)定性、功耗以及吞吐量等方面的表現(xiàn)如何。
對于每一個接入點都進行了時長 25 分鐘的測試，以測量在不同網(wǎng)絡(luò)擁塞程度下的連接穩(wěn)定性和功耗情況：0%、20%、40%、70%、90%（每種擁塞程度各測試 5 分鐘）最終結(jié)果已由 Novus Labs 制成表格，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商在評估 Silicon Labs SiWx917 時可以參考這些結(jié)果，將其作為衡量連接穩(wěn)定性的一個指標(biāo)，以便計算在各種實際使用條件下的電池壽命，并預(yù)測在他們的應(yīng)用場景中不同接入點所帶來的差異情況。
以下章節(jié)將介紹 Novus Labs 所進行的三項測試：
測試 1：SiWx917 在待機關(guān)聯(lián)模式下的功耗
Novus Labs 的測試 1 測量了 SiWx917 在待機關(guān)聯(lián)模式（聯(lián)網(wǎng)睡眠模式）下的功耗。該測試持續(xù)了數(shù)周時間，針對 100 個接入點進行，采用 1 秒的監(jiān)聽間隔 (DTIM10) 以及 55 秒的 MTTQ 保活設(shè)置（無目標(biāo)喚醒時間）。結(jié)果清晰地表明，即使在最惡劣的信道擁塞場景下，SiWx917 在所有測試的接入點上都能保持其出色的能效。
下圖展示了在所有 Wi-Fi 4 (802.11n) 和 Wi-Fi 6 (802.11ax) 接入點上，針對每種擁塞場景 (0%...90%) 進行測試得出的平均電流消耗情況，測試采用 1 秒的監(jiān)聽間隔 (DTIM10) 以及 55 秒的 MTTQ 保活設(shè)置。
結(jié)果：在無干擾信道場景下的平均功耗僅約為 90μA，而在“接近飽和”的流量場景下，功耗約為 217μA。考慮到處于極端的信道擁塞狀況，這樣的功耗水平依然是非常高效的。所有測試均順利通過，斷開連接的次數(shù)為 0。
測試 2：SiWx917 在帶目標(biāo)喚醒時間的待機關(guān)聯(lián)模式下的功耗
SiWx917 是一款支持 Wi-Fi 6 (802.11ax) 的無線 MCU，并集成了許多先進的節(jié)能優(yōu)化功能，例如目標(biāo)喚醒時間 (TWT)。它能夠確定何時以及以怎樣的頻率喚醒以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，從而降低功耗并延長電池壽命。在測試 2 中，Novus Labs 使用 10 個接入點，在 30 秒的目標(biāo)喚醒時間延遲和 55 秒的 MQTT 保活間隔條件下，測量了 SiWx917 在五種擁塞場景下的聯(lián)網(wǎng)睡眠模式功耗。
測試結(jié)果清楚地顯示出開啟目標(biāo)喚醒時間功能的 SiWx917 具有極高的效率優(yōu)勢，在“無干擾信道”場景下，其平均功耗僅為 49μA，而在“接近飽和”流量場景下，平均功耗也僅為 74μA。
與測試 1 (DTIM10) 的結(jié)果相比，在無干擾信道場景下，目標(biāo)喚醒時間功能使功耗降低了 45%。在接近飽和的場景下，SiWx917 啟用目標(biāo)喚醒時間時的功耗僅為采用 DTIM10 時功耗的 1/3。總之，采用目標(biāo)喚醒時間的 SiWx917 能夠顯著延長物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池壽命，尤其是在網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下。
測試 3：SiWx917 吞吐量
在測試 3 中，Novus Labs 測試了 SiWx917 在與低功耗藍牙共存時的 Wi-Fi TCP 發(fā)送吞吐量。（SiWx917 配備了板載低功耗藍牙無線電模塊。）在一部智能手機已配對且處于連接閑置狀態(tài)的情況下，對 Wi-Fi 與低功耗藍牙共存時的吞吐量進行了測量。正如測試結(jié)果所證實的那樣，SiWx917 在“無干擾信道”場景下能夠達到最高 36Mbps 的吞吐量，并且即使在“接近飽和”的場景下也能穩(wěn)定保持 6Mbps 的吞吐量。
使用 SiWx917 的智能鎖電池壽命估算
SiWx917 是一款針對物聯(lián)網(wǎng)高度優(yōu)化的 Wi-Fi 解決方案，它在聯(lián)網(wǎng)睡眠模式下能實現(xiàn)極低的功耗，從而延長物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的電池續(xù)航時間。為了量化信道擁塞對電池壽命的影響，Novus Labs 針對兩種場景進行了估算：
- 一種是低擁塞場景，即獨棟家庭住宅中，由一臺電視以及幾部智能手機和筆記本電腦產(chǎn)生的無線流量情況；
- 另一種是高擁塞場景，模擬諸如公寓、酒店、企業(yè)、辦公室以及零售場所等多用戶居住或使用的情況。
電池壽命的估算基于 4 節(jié)勁量牌鋰 AA 電池，這些電池在 6V 電壓下可提供 3000mAh 的電量。
結(jié)果：Novus Labs 估算，SiWx917 能夠讓智能鎖擁有較長的電池壽命。在高擁塞場景下，延遲 1 秒、應(yīng)用握手時間為 55 秒時，續(xù)航時間約為 3 年；而在低擁塞場景下，目標(biāo)喚醒時間設(shè)為 30 秒時，續(xù)航時間甚至可達約 5 年。
如需了解完整的計算細節(jié)，請查閱 Novus Labs 的《SiWx917 Wi-Fi 互操作性和功耗測試報告》。
SiWx917 Wi-Fi 6 SoC Novus Labs 測試結(jié)論
電池壽命是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備最重要的購買考量標(biāo)準(zhǔn)之一。對于消費者而言，更長的電池壽命意味著更少更換電池、更少充電、產(chǎn)生更少的廢棄物，以及更低的成本。對于各行業(yè)和企業(yè)來說，更長的電池壽命意味著節(jié)省運營成本：由于傳感器電池電量耗盡而進行的現(xiàn)場檢查次數(shù)減少，系統(tǒng)停機情況也隨之減少。上述 Novus Labs 測試清晰地證明了 SiWx917 具有無可匹敵的超低功耗優(yōu)勢，能讓智能鎖的電池壽命長達 5 年，同時又不影響其無線性能、計算能力、安全性以及其他關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)功能。
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