今日許多現代建築自動化系統皆仰賴無線連接，不僅可簡化安裝程序，亦適合快速調整與擴張。不過省去線路的鋪設，系統須要以電池供電，因而得定期更換電池，影響整體系統成本。也因此，為這些系統導入高效能電源管理方案至為重要，除可延長電池壽命外，也能確保在攸關生命安全的應用中運作穩定。
電池壽命攸關無線感測器運作
根據市場研究機構預估，全球建築自動化市場將在2018年增至近500億美元；建築自動化系統的建置成本一大部分在於人工架設線路與銅價上揚，而無線自動化基礎架構可大幅壓低成本，但也為系統擁有者增加另一項長期成本，因為沒有線路後，系統必須仰賴電池運作。
電池替換成本不一，且依據感測器所在位置(如6公尺高的天花板或難以觸及地點)，可能需要大量勞力。在理想世界中，電池在感測器使用年限內永遠不必更換，但受限於電池化學反應老化或老舊感測器耗電，這種想法不切實際，故多數無線建築自動化系統裡，電池壽命5年為基本要求，10年至15年則較具優勢。
設計師可透過多項領域，延長電池替換期限，首先了解需要感測器運作的射頻環境，通常是與其他感測器共同組成網路，在網狀結構中，部分感測器為終端或中繼器。
減少能源損耗勢在必行
由於射頻傳輸是感測器最大耗能來源，此種配置可提高能源效能，藉由降低傳輸耗能與透過路由器重複訊息，可形成極低功率網路，此種拓撲通常用於以IEEE 802.15.4為基礎的無線網路，例如ZigBee或6LoWPAN。在ZigBee網狀結構中，如何同步是一項問題，路由器節點必須隨時待命，若節點發出訊息，或是訊息送至節點，將會再轉發至其他可用節點。
在超低功率裝置內，休眠模式會大幅降低用電量，包括射頻接收器等裝置內多數區塊都暫停運作，此時路由器節點必須通電(例如使用交流電)，以監控休眠節點在運作時發出的訊息，所以用電量相當不對稱，感測器節點耗能極低，並長期休眠，而路由器節點(也可能是感測器)持續供電，並維持接收器運作。
若希望在超低功率網路中，省略以線路供電的路由器，定時必須非常精準，但此舉可能提高每個節點的成本與複雜度，整個網路必須在極短時間內甦醒、溝通、再次休眠，每次週期之間距離愈長，定時需求就愈高，若網路內某個節點未趕上同步，就得持續運作，直至下次甦醒週期再重新同步，這種情況必須盡可能避免在電池供電網路內發生。
在實際的無線網路中，路由器持續由線路或乙太網路供電，而節點在電池供電情況下，必須盡可能提高效能，通常微控制器(MCU)會關閉無線電及所有非必要裝置，而感測器也將關閉所有類比前端電子設備。之後，微控制器進入低功率模式，仰賴定時器定期甦醒、啟動系統、傳送各項訊息，再進入休眠模式。
工作週期將決定用電量，公式1依據休眠與甦醒的用電量，估算電池壽命：
......公式1
運作時間T(單位小時)取決於工作週期，由可用能源EA(單位瓦時)除以用電量P(單位瓦特)，公式亦可進一步擴大。
容量(C)的單位為安培-小時，VS與VE分別為放電起點與終點電壓，PW與PS分別為甦醒週期與休眠週期的用電量(單位瓦特)，D為甦醒階段的工作週期(零至一)。在使用年限超過5年的應用情況中，降額定值因數α則用來調整電池容量損耗；電源轉換器效能(eff)會影響表現，因此也得納入考量，通常效能範圍介於80%(eff=0.8)至95%(eff=0.95)之間。
電源須在延續10年至20年後效能仍不會大幅衰減，以及在低功率條件下維持高效能的電源轉換器，前者可選用鋰亞硫酸氯(Li/SOCl2)電池，這種產品自1970年代問世，壽命極長(10年至25年以上)，也應用在偏遠電表及其他電池供電無線系統中，一般電壓為3.6伏特(V)，運作溫度範圍較大(-55℃至125℃)。
若使用單一鋰電池，感測器節點設計可能讓輸出從3.0伏特至3.6伏特區間提高到5.0伏特，或使用升降壓轉換器，維持輸出在3.3伏特，並在升降壓情況下提供最高800毫安培(mA)。這點相當重要，因為射頻發送器可能需要大額瞬間電流，況且在休眠週期裡，轉換器大多無負載，必須自動進入脈衝頻率調變或其他脈衝省略技術，才能轉換電源。
微控制器即便進入低功率模式，仍會損耗能源，但至少定時器必須隨主核心關閉，以節省能源。即使是這種配置仍可能出現少量毫安培，而低功耗微控制器在備用模式還是需約0.3微安培電流。
新式解決方案採用針對長休眠期特製的定時裝置，如德州儀器(TI)TPL5000具備可編程分配器，提供最高間隔64秒的甦醒脈衝，運作時用電量僅30奈安培(nA)，在極長休眠週期下，最多能為電池供電的無線感測器延長2年使用年限。
無線建築自動化前景看俏
隨著電池供電的無線網路日漸增加，安裝者與擁有者希望延長電池壽命，甚至在網路使用年限內，完全不須更換電池。鋰亞硫酸氯電池、脈衝頻率調變轉換器、新式奈米耗能長週期定時器均可在休眠週期內，維持極低用電量，讓無線建築自動化系統超越有線系統。
(本文作者任職於德州儀器)