低功耗無線模塊如何實(shí)現(xiàn)低功耗的呢
發(fā)布時(shí)間:2021-09-17 09:06:54
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低功耗無線模塊如何實(shí)現(xiàn)低功耗的呢:
相比傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù),低功耗無線模塊技術(shù)功耗之所以低主要是以下幾方面的緣由:
①低功耗無線模塊的快速連接
低功耗無線模塊可以實(shí)現(xiàn)快速連接,也就是說在需要發(fā)送命令或傳輸轉(zhuǎn)態(tài)時(shí),可以快速的建立連接,完成任務(wù)后又迅速斷開連接。
快速連接對于許多低功耗設(shè)備而言是一個極大的福音,大大降低了低功耗產(chǎn)品的開發(fā)門檻。重點(diǎn)提一下,按照傳統(tǒng)藍(lán)牙協(xié)議規(guī)范,若某一藍(lán)牙設(shè)備正在進(jìn)行廣播,則它不會響應(yīng)當(dāng)前正在進(jìn)行的設(shè)備掃描,而低功耗無線模塊協(xié)議規(guī)范允許正在進(jìn)行廣播的設(shè)備連接到正在掃描的設(shè)備上,這就有效避免了重復(fù)掃描,可以大幅度地降低功耗。
②低功耗無線模塊減少了待機(jī)功耗
傳統(tǒng)藍(lán)牙設(shè)備的待機(jī)耗電量大是公認(rèn)的缺點(diǎn)之一,這與傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)采用16~32個頻道進(jìn)行廣播不無關(guān)系,而低功耗無線模塊僅使用3個廣播通道,這個改變顯然大大降低了廣播數(shù)據(jù)導(dǎo)致的功耗。此外低功耗無線模塊設(shè)計(jì)了“深度睡眠”狀態(tài)來替換傳統(tǒng)藍(lán)牙的空閑狀態(tài),如迅瑞創(chuàng)芯的低功耗無線模塊模塊大部分深度睡眠都是低于1uA了,因此這樣的設(shè)計(jì)也節(jié)省了最多的能源。
③低功耗無線模塊降低了峰值功耗
射頻物理層進(jìn)行了低功耗的優(yōu)化設(shè)計(jì),使得在發(fā)射和接收時(shí)的峰值電流與傳統(tǒng)藍(lán)牙相比,大大降低。
④低功耗無線模塊縮短時(shí)間換取能量
時(shí)間的使用對于低功耗無線模塊來說是實(shí)現(xiàn)低功耗的關(guān)鍵,由于無線電處于發(fā)射及接收狀態(tài)時(shí)對于能量的使用和消耗是較多的,因此以下幾個方面對功耗也是大大的減少。
高效率編碼:高效率的編碼方式可以用更少的時(shí)間發(fā)送同等數(shù)量的數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)藍(lán)牙相比,低功耗無線模塊支持超短數(shù)據(jù)包,這使得發(fā)送時(shí)所需的時(shí)間更少,較快的啟動時(shí)間縮短發(fā)射和接收的等待時(shí)間。
占用較少的資源:協(xié)議越復(fù)雜,相應(yīng)占用的資源就會多,在同等情況下對于功耗的需要就會增加。低功耗無線模塊僅采用一個協(xié)議來實(shí)現(xiàn)服務(wù)器發(fā)現(xiàn),名稱發(fā)現(xiàn),信息的讀取和寫入,這比采用多個協(xié)議的經(jīng)典藍(lán)牙所需的開銷少得多,從而也對降低功耗作出了貢獻(xiàn)。
客戶端-服務(wù)器架構(gòu):低功耗無線模塊協(xié)議中采用了大家所熟知的客戶端-服務(wù)器架構(gòu),它是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),通過它可以充分利用兩端環(huán)境的優(yōu)勢,將任務(wù)合理分配到客戶端和服務(wù)器端來實(shí)現(xiàn),降低了系統(tǒng)的通信開銷。
標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙技術(shù)是一種“面向連接”的無線技術(shù),具有固定的連接時(shí)間間隔,因此是移動電話連接無線耳機(jī)等高活動連接的理想之選。相反,藍(lán)牙低功耗技術(shù)采用可變連接時(shí)間間隔,這個間隔根據(jù)具體應(yīng)用可以設(shè)置為幾毫秒到幾秒不等。
另外,因?yàn)锽LE技術(shù)采用非??焖俚倪B接方式,因此平時(shí)可以處于“非連接”狀態(tài)(節(jié)省能源),此時(shí)鏈路兩端相互間只是知曉對方,只有在必要時(shí)才開啟鏈路,然后在盡可能短的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉鏈路。
低功耗無線模塊技術(shù)的工作模式非常適合用于從微型無線傳感器(每半秒交換一次數(shù)據(jù))或使用完全異步通信的遙控器等其它外設(shè)傳送數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@些設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)量非常少(通常幾個字節(jié)),而且發(fā)送次數(shù)也很少(例如每秒幾次到每分鐘一次,甚至更少)。