對于應(yīng)用能耗的測量使你能夠評估產(chǎn)品的能量使用壽命。Wi-Fi 應(yīng)用需要測量系統(tǒng)的單個使用周期以及整個使用壽命內(nèi),未激活低功耗(也就是靜態(tài))和激活(即動態(tài))模式下的能耗。因此,靜態(tài)測量工具不足以滿足要求,而需要更加先進的測量工具。
應(yīng)用能耗計算背景知識
一個系統(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)模式之間進行轉(zhuǎn)換時所消耗的能量。消耗的總電能是使用時間內(nèi)從電源汲取電流數(shù)量(測量單位為安培)的積分:
或者,消耗的電荷量可計算如下:
通常情況下,使用的是一種更加簡單、分段式的能耗線性逼近描述方法:
或者,消耗的電荷量可計算如下:
一個電池的容量表示出它能夠儲存的電荷數(shù)量??梢杂冒才嘈r額定值來指定電量,這個值與電荷量相等。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)用耗電量計算示例
每個耗電量使用情況是動態(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,其中的一個傳感器定期喚醒,與一個服務(wù)器通信。在兩次通信的間隔時間內(nèi),這個傳感器處于最低功率模式(靜態(tài)功耗模式)。這個系統(tǒng)的瞬態(tài)能耗包括喚醒、初始化和網(wǎng)絡(luò)活動序列—在這個期間內(nèi),這個傳感器與Wi-Fi 接入點進行交互,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計算由電池供電運行的傳感器的產(chǎn)品使用壽命;這個傳感器一小時喚醒一次,連接時間少于一秒,并與服務(wù)器通信,然后在這個小時的剩余時間內(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)器通信時的耗電 (t3=2mSec, i3=200mA),并返回到休眠模式 (t4=~1hour, i4=5uA)。在一個小時的單周期內(nèi),計算分為動態(tài)和靜態(tài)部分的耗電量:
總體動態(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],其中包括大約一個小時內(nèi)的休眠電流:t4*i4 = 1[h]*(60m*60s*1000m)*0.005mA = 18[mC]。
因此,單個周期內(nèi)的總電荷數(shù)量為25+18 = 43[mC = mAS]
假定使用的是一個電量為1000mAh的電池,那么使用壽命為9.5年:
{1000[mAh]/43[mAS]}/24[小時] = {1000*(60*60)[mAS]/43[mAS]}/24[小時] ~= 3500[天] = 9.5[年]。
測量你應(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)。可以使用一個數(shù)字萬用表可以測量靜態(tài)功耗。下面的鏈接內(nèi)描述了一個測量靜態(tài)功耗的簡單方法:
使用CC3200 Launchpad 開發(fā)套件進行CC3200靜態(tài)功耗測量
使用CC3100 BoosterPack 插入式模塊進行CC3100靜態(tài)功耗測量
要測量應(yīng)用動態(tài)能量,應(yīng)該使用更加先進的工具,比如說具有電流探針或通信直流電源的示波器。下面的鏈接中描述了測量動態(tài)能耗的方法:
使用CC3200 Launchpad開發(fā)套件進行CC3200應(yīng)用功耗測量
使用CC3100 BoosterPack插入式模塊進行CC3100應(yīng)用功耗測量
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