低功耗Wi-Fi：如何測(cè)量Wi-Fi應(yīng)用的能耗

對(duì)于應(yīng)用能耗的測(cè)量使你能夠評(píng)估產(chǎn)品的能量使用壽命。Wi-Fi? 應(yīng)用需要測(cè)量系統(tǒng)的單個(gè)使用周期以及整個(gè)使用壽命內(nèi)，未激活低功耗（也就是靜態(tài)）和激活（即動(dòng)態(tài)）模式下的能耗。因此，靜態(tài)測(cè)量工具不足以滿足要求，而需要更加先進(jìn)的測(cè)量工具。在這篇博文中，我將討論測(cè)量應(yīng)用能耗的不同選擇。

應(yīng)用能耗計(jì)算背景知識(shí)

一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用能耗配置描述了系統(tǒng)在不同工作模式下的能耗。此配置還包括在不同系統(tǒng)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)所消耗的能量。消耗的總電能是使用時(shí)間內(nèi)從電源汲取電流數(shù)量（測(cè)量單位為安培）的積分。

一個(gè)電池的容量表示出它能夠儲(chǔ)存的電荷數(shù)量?？梢杂冒才嘈r(shí)額定值來(lái)指定電量，這個(gè)值與電荷量相等。應(yīng)用電荷消耗量與電池電量決定了應(yīng)用的使用壽命。

應(yīng)用耗電量計(jì)算示例

每個(gè)耗電量使用情況是動(dòng)態(tài)（瞬變）部分和靜態(tài)部分的組合。例如，以斷續(xù)連接器件為例，其中的一個(gè)傳感器定期喚醒，與一個(gè)服務(wù)器通信。在兩次通信的間隔時(shí)間內(nèi)，這個(gè)傳感器處于最低功率模式（靜態(tài)功耗模式）。這個(gè)系統(tǒng)的瞬態(tài)能耗包括喚醒、初始化和網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)序列—在這個(gè)期間內(nèi)，這個(gè)傳感器與Wi-Fi? 接入點(diǎn)進(jìn)行交互，與云端內(nèi)的服務(wù)器連接并通信，然后斷開返回到低功率模式下。這個(gè)系統(tǒng)在休眠狀態(tài)下的靜態(tài)能耗一目了然。

我們使用上面的圖表來(lái)計(jì)算由電池供電運(yùn)行的傳感器的產(chǎn)品使用壽命；這個(gè)傳感器一小時(shí)喚醒一次，連接時(shí)間少于一秒，并與服務(wù)器通信，然后在這個(gè)小時(shí)的剩余時(shí)間內(nèi)返回到休眠模式。

喚醒耗電 (t1=70mSec, i1=25mA)，連接至AP，服務(wù)器耗電 (t2=500mSec, i2=45mA)，與服務(wù)器通信時(shí)的耗電 (t3=2mSec, i3=200mA)，并返回到休眠模式 (t4=~1hour, i4=5uA)。在一個(gè)小時(shí)的單周期內(nèi)，計(jì)算分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)部分的耗電量：

總體動(dòng)態(tài)能耗為25[mC]，其中包括喚醒、連接和流量序列：t1*i1 + t2*i2 + t3*i3 = 70mSec*25mA + 500mSec*45mSec + 2mSec*200mA =~ 25[mC]。

總體靜態(tài)能耗為18[mC]，其中包括大約一個(gè)小時(shí)內(nèi)的休眠電流：t4*i4 = 1[h]*(60m*60s*1000m)*0.005mA = 18[mC]。

因此，單個(gè)周期內(nèi)的總電荷數(shù)量為25+18 = 43[mC = mAS]

假定使用的是一個(gè)電量為1000mAh的電池，那么使用壽命為9.5年：

{1000[mAh]/43[mAS]}/24[小時(shí)] = {1000*(60*60)[mAS]/43[mAS]}/24[小時(shí)] ~= 3500[天] = 9.5[年]。

測(cè)量你應(yīng)用的能耗

SimpleLink? Wi-Fi器件靜態(tài)功率模式包括休眠、低功耗深度睡眠 (LPDS) 和激活（接收或發(fā)送）?？梢允褂靡粋€(gè)數(shù)字萬(wàn)用表可以測(cè)量靜態(tài)功耗。

要測(cè)量應(yīng)用動(dòng)態(tài)能量，應(yīng)該使用更加先進(jìn)的工具，比如說(shuō)具有電流探針或通信直流電源的示波器。

審核編輯：郭婷