让我们讨论一下；我们如何设计一个像样的、独立的传感器，它可以放在振动设备上，呆在那里并可靠地报告测量结果。

让我们看一下非常频繁的需求集：

• 它将承受（并测量）超过 50g 的潜在非常高的 g 力

• 它将承受（并报告）超过 60°C (140°F) 的温度

• 这个地方很难到达（不利于经常人工检查）

此外，我们希望传感器能够非常精确地测量设备 RPM（可能是旋转速度非常慢的设备），但同时检测 10kHz 左右的非常高频事件（击中“硬点”）。如今，这一切在电池供电设备中都成为可能，但存在一些限制。我们可以理解，处理传感器有实际限制，既不能太大也不能太小。显而易见的是，重量轻的传感器很容易安装，而且更小的物体更容易安装在所提供的空间内。

还有一点不是很明显：

传感器及其任何电子元件越小，它就越有可能承受非常高的 g 力。

小型传感器的微型电池要求专注于低功耗和高效的射频链路。

工作频率越低，距离上的 RF 链路就越大。Sub GHz ISM（工业、科学和医疗）频段可用于此类应用，例如 868MHz、433MHz、315MHz。这些频率的波长为 34.5 厘米、70 厘米和 95 厘米，接近已经用于某些 M2M 通信和智能计量（“450 MHz 频段”）的频率范围。任何较低频率的可用性都会很好，但不会为微型传感器提供优势，因为电气缩短的天线效率存在实际限制。

至于振动传感器，调制解调器在获得许可的“450 MHz 频段”中的任何使用目前都是禁止的，这不仅是因为设备成本高，而且在很大程度上是因为数据交换中的能源消耗较高。很明显，振动传感器每几分钟报告一次的频率要比 Smart Meter（每几个小时一次）频繁得多，并且振动传感器需要保持非常节能。更重要的是， 调制解调器需要高电流脉冲，在小型传感器电池的情况下必须用大容量电容器缓冲，而这些不是为振动传感器所经历的高 g 力而设计的。

这些细节可能会发生变化，未来我们很可能能够使用更适合传感器需求的定制 5G/6G 解决方案。就目前而言，在当前的移动网络部署中，人们非常关注适合移动娱乐的带宽和 GHz 频段。以人为本的无线技术确实在人与人或人与设备的交互中寻找尽可能高的数据容量和最低的双向链路延迟。理想情况下，振动传感器需要可靠地报告读数，但每个数据使用的能量最低。

这指出了定制解决方案的主要原因，例如使用未经许可的 ISM 频段。

在“450MHz 频段”中，可达到的距离是 900MHz 的两倍（频率降低两倍可提供显着的 6dB 优势）。当旨在实现类似的区域覆盖时，这允许保持更可靠的连接或将网关数量减少 2-4 倍。 比较通过 混凝土墙等厚结构的高频信号的强烈衰减时，低频段的优势也清晰可见 。

图表显示了整个频率的分贝衰减水平 （来自菲利普斯实验室“ 射频传播到混凝土结构的测量……”）

在小型传感器方面，未来最有可能保持不变的一件事是：保持传感器通信的低频段，以节省电池寿命，并能够在低发射功率的情况下最大化链路预算。传感器（或尽量减少专用网关的数量以接收所覆盖区域中的传感器数据），同时在工业环境中提供强大的通信链路。

托马斯·卡瓦拉