隨著科技的發(fā)展,越來越多的便攜式設(shè)備也如雨后春筍般地誕生,但便攜式設(shè)備都會面臨同樣的難題——續(xù)航,影響著續(xù)航的兩大因素就是電池容量和設(shè)備功耗。
電池容量通常跟設(shè)備體積相關(guān)聯(lián),電池容量越大同時意味著設(shè)備體積越大。
因此在同樣電池容量下,提高續(xù)航能力就意味著降低設(shè)備低功耗,WOR(Wake On Radio)技術(shù)就是為了低功耗設(shè)備量身定制的技術(shù)。
空中喚醒
WOR(Wake on Radio)技術(shù)是通過減少接收端射頻處于接收狀態(tài)時間,其余時間工作在深度睡眠模式來降低設(shè)備整體功耗,同時能保證設(shè)備能正常接收,但發(fā)送端需要發(fā)送更長的時間來保證接收端被喚醒。
WOR接收電流示意圖如下所示:
而通常處于接收模式的電流消耗圖如下所示:
若一般模式下的接收電流為15mA左右,休眠電流為5uA左右,T1為1000ms(WOR周期),T2(深度睡眠模式時間)為970ms,T3(接收模式時間時間)為30ms,則功耗只有正常接收電流的3%左右,能大幅度降低整體功耗。
LoRa(Long Range)是一種基于CCS(線性調(diào)制擴頻技術(shù))的長距離無線電,其封包格式如下所示:
WOR(空中喚醒)最重要的一點是如何確認(rèn)空中是否有需要的數(shù)據(jù)存在,Semtech旗下的LoRa產(chǎn)品一般都會有前導(dǎo)碼檢測中斷,有了前導(dǎo)碼檢測中斷的硬件基礎(chǔ),便可通過外部MCU周期性喚醒LoRa芯片進(jìn)入接收模式并檢測前導(dǎo)碼中斷是否被觸發(fā)。
若前導(dǎo)碼中斷未被觸發(fā),則一段時間后(T3)再次進(jìn)入深度睡眠模式(T2);
若前導(dǎo)碼中斷被觸發(fā),則可在前導(dǎo)碼中斷中繼續(xù)延長接收時間(T3)來保證接收完整包數(shù)據(jù),接收并處理完成數(shù)據(jù)后整個系統(tǒng)再次進(jìn)入深度睡眠模式,其時序圖如下圖所示。
為了保證接收端能穩(wěn)定的收到數(shù)據(jù),發(fā)送端的前導(dǎo)碼長度必須大于一個WOR周期,時間過短會導(dǎo)致接收方丟包。
WOR角色一般分為發(fā)送方和接收方:
發(fā)送方(TX):發(fā)送數(shù)據(jù)前添加一個WOR周期長的前導(dǎo)碼來喚醒接收方;
接收方(RX):周期性進(jìn)入接收模式,其余時間處于深度睡眠以減少耗電。
單點喚醒
然而上述的WOR方式在同信道下前導(dǎo)碼會被所有設(shè)備無差別識別,導(dǎo)致范圍內(nèi)所有的設(shè)備全部被喚醒,直到發(fā)送端發(fā)送完數(shù)據(jù)才能再次進(jìn)入深度睡眠模式。為了解決這一難題,E330-400T13S提出了單點喚醒來解決這個問題。
與上述的WOR方式不同,單點喚醒在喚醒時不會持續(xù)喚醒非目標(biāo)設(shè)備,E330-400T13S采用FSK/GFSK調(diào)制,故其封包和LoRa有所不同,最重要的是FSK/GFSK具有同步字(SYNCWORD)過濾機制。將地址設(shè)置為同步字,當(dāng)同步字不一樣時數(shù)據(jù)會直接被硬件過濾導(dǎo)致無法通信。
單點喚醒不再采用LoRa發(fā)送很長的前導(dǎo)碼,因為在同一信道下發(fā)送前導(dǎo)碼一定會喚醒同類型的所有設(shè)備,且會保持喚醒狀態(tài),導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)雖然不應(yīng)該接收數(shù)據(jù),但卻一直被強制性的喚醒進(jìn)入接收模式。
單點喚醒在此點上做出了優(yōu)化,選擇使用短前導(dǎo)碼+同步字+ 0(DATA)形式的短封包取代很長的前導(dǎo)碼,如下圖所示,短封包發(fā)送時間也應(yīng)是大于一個WOR周期。
不同之處在于,單點喚醒利用了硬件同步字過濾的功能:
當(dāng)同步字不同時,直接丟棄后續(xù)數(shù)據(jù)并進(jìn)入休眠模式,等待下個周期進(jìn)入接收模式;
當(dāng)同步字相同時,會自動延長接收時間,直到接收完整包數(shù)據(jù)。
如上圖時序圖所示:
當(dāng)發(fā)送端發(fā)送的同步字和接收端相同時,接收端表現(xiàn)與LoRa的WOR喚醒是一致的;
但當(dāng)發(fā)射端發(fā)送的同步字與接收端不同時,接收端會立刻再次進(jìn)入休眠模式,直到下個周期再次進(jìn)入接收模式才能接收到其他的數(shù)據(jù)。
低功耗+空中喚醒
更多產(chǎn)品切入點
超長續(xù)航
低功耗下的超長續(xù)航和功能優(yōu)化,成為更外移動智能產(chǎn)品的訴求點,低功耗技術(shù)能有效減少智能終端產(chǎn)能過剩,優(yōu)化智能終端設(shè)備的功耗,降低能耗浪費,從而提高設(shè)備的續(xù)航時間,提升設(shè)備續(xù)航表現(xiàn)。
比如低功耗藍(lán)牙芯片的使用使無線耳機的續(xù)航能力明顯增強。對于高度集成的智能產(chǎn)品而言,決定其續(xù)航能力的往往在于功耗控制上。
靈活設(shè)計
低功耗技術(shù)的應(yīng)用給產(chǎn)品的外形設(shè)計和功能設(shè)計帶來更大的想象空間,更加靈活的設(shè)計,產(chǎn)品的適應(yīng)能力更強,擺脫束縛。
安裝便捷
低功耗智能終端設(shè)備在安裝和操作上,擺脫繁瑣而專業(yè)的安裝要求,沒有額外的輔助硬件,有些設(shè)備已經(jīng)可實現(xiàn)一體化安裝和簡潔化操作,用戶可自行安裝,極大降低了運營成本。擺脫電源線路接入環(huán)境,極大減少了安全隱患。
盡可能休眠,最大限度降低功耗,節(jié)點能盡可能及時地收發(fā)無線數(shù)據(jù),空中喚醒做到了。如果說低功耗為產(chǎn)品插上了想象的翅膀,空中喚醒則使想象成真。
-
鋰電池
+關(guān)注
關(guān)注
259文章
7961瀏覽量
168773
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論