电流|节拍_WiFi通信模块如何实现低功耗工作

篇首语：本文由编程笔记#小编为大家整理，主要介绍了WiFi通信模块如何实现低功耗工作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

A51系列是2.4G频段的WIFI模块&＃xff0c;基于乐鑫ESP8266EX为核心处理器&＃xff0c;并符合IEEE 802.11 b/g/n(HT20)协议规范。
RF信号最大功率约&＃43;20dBm,提供3种版本:板载天线、IPEX连接器和半孔引脚&＃xff0c;均采用1.27mm间距的半孔引脚的SMD封装&＃xff0c;重量轻&＃xff0c;体积小&＃xff0c;方便集成。

模块引出芯片全部IO,可根据应用场景自行开发固件。

多种功耗模式

A51支持多种功耗模式&＃xff1a;灵敏模式、普通模式、省电模式、超省模式、睡眠模式、深度睡眠模式。
适用更多不同场景&＃xff0c;低功耗模式延长使用寿命。

1.灵敏模式&＃xff08;Active 模式&＃xff09;&＃xff1a;模块的工作主频为 160MHz&＃xff0c;模块全速运行&＃xff0c;模块不做任何省电操作&＃xff0c;因此此模式下模块工作最灵敏&＃xff0c;性能最优&＃xff0c;响应速度最快&＃xff0c;数据传输延迟最低。

2.普通模式&＃xff1a;模块主频降低为80MHz&＃xff0c;其他和灵敏模式一致。此模式下数据收发流畅&＃xff0c;延迟小。

3.省电模式&＃xff1a;模块主频为 80MHz&＃xff0c;CPU一直保持工作状态&＃xff0c;可以响应外部的所有输入&＃xff0c;模块的无线部分会跟随连接的路由器的DTIM Beacon节拍睡眠和醒来&＃xff0c;因此不会丢失网络下发的数据和模块上传的数据&＃xff0c;用户可以在任何时间从串口输入透传数据&＃xff0c;数据不会丢失&＃xff0c;用户数据会在无线醒来期间发送到网络端。

4.超省模式&＃xff1a;模块主频为 80MHz&＃xff0c;CPU和无线部分一同跟随连接的路由器的DTIM Beacon节拍睡眠和醒来&＃xff0c;因此不会丢失网络下发的数据和模块上传的数据。所以在睡眠期间的所有输入&＃xff0c;CPU将都不能响应。
如果用户在睡眠期间向串口发送数据&＃xff0c;那么这些数据将丢失&＃xff0c;用户在此模式下想要发送数据到网络端&＃xff0c;需要重复提交数据&＃xff0c;以达到数据在模块醒来期间被收到的目的。
网络端下发的数据&＃xff0c;模块将会在醒来期间发送给串口设备&＃xff0c;因此&＃xff0c;网络端下发的数据将不会丢失。

5.睡眠模式&＃xff1a;模块的主频为 80MHz&＃xff0c;睡眠期间模块将关闭 CPU 和无线&＃xff0c;因此睡眠期间模块不能收到网络端的数据。用户可以设置模块在网络连接成功&＃xff0c;并且没有接收和发送任何数据开始计时多长时间进入睡眠&＃xff0c;也可以设置模块从睡眠开始多长时间自动醒来&＃xff0c;如果用户想要模块一直睡眠&＃xff0c;直到串口有数据才被唤醒&＃xff0c;那么可以将醒来时间设置为 268436ms&＃xff08;即最大值&＃xff09;。
模块在睡眠期间 CPU 停止工作&＃xff0c;不会响应外部中断&＃xff0c;用户如果想要发送数据&＃xff0c;可以先从串口发送一个唤醒包&＃xff0c;然后等待 CHSTA 引脚输出低电平&＃xff0c;用户再将要发送的数据从串口输入&＃xff0c;这样数据就不会丢失。
睡眠模式下&＃xff0c;为了让功耗尽量降低&＃xff0c;用户可以配置模块在睡眠期间是否保持 GPIO 的输出状态&＃xff0c;如果睡眠期间GPIO 不输出&＃xff0c;那么 GPIO 将变为高阻态。

6.深度睡眠模式&＃xff1a;在深度睡眠模式下&＃xff0c;模块主频为80MHz&＃xff0c;深度睡眠期间模块将关闭 CPU 和无线&＃xff0c;因此深度睡眠期间模块不能收到网络端的数据。
用户可以设置模块在网络连接成功&＃xff0c;并且没有接收和发送任何数据开始计时多长时间进入深度睡眠&＃xff0c;也可以设置模块从深度睡眠开始多长时间自动醒来&＃xff0c;如果用户想要模块一直处于深度睡眠&＃xff0c;直到通过外部被唤醒&＃xff0c;那么可以将醒来时间设置为 268436ms&＃xff08;即最大值&＃xff09;。
模块在深度睡眠期间 CPU 停止工作&＃xff0c;不会响应外部的所有输入&＃xff0c;用户如果想要发送数据&＃xff0c;只能通过模块复位让模块重新运行。如果用户设置了醒来时间&＃xff0c;那么模块会 在时间到时自动复位重新运行。
深度睡眠模式下&＃xff0c;为了让功耗降到最低&＃xff0c;用户可以配置模块在深度睡眠期间是否保持 GPIO 的输出状态&＃xff0c;如果睡眠期间 GPIO 不输出&＃xff0c;那么 GPIO 将变为高阻态。

这些模式只有模块工作在透传模式下才起作用&＃xff0c;在配置模式和 Smartconfig 模式下被使用。可以根据现场情况&＃xff0c;选择使用不同的模式&＃xff0c;来达到最佳效果。

低功耗管理

1.Modem-Sleep模式
CPU工作&＃xff0c;Wi-Fi射频处于省电状态&＃xff0c;随WiFi协议定时唤醒。
Modem-sleep模式应用于需要CPU-直工作的场景&＃xff0c;如应用于PWM或I2S等。在保持Wi-Fi连接时&＃xff0c;如果没有数据传输&＃xff0c;可根据802.11 标准(如U-APSD),关闭WI-FI Modem路来省电。例如&＃xff0c;在DTIM3 时&＃xff0c;保持300ms的睡眠间隔,每次唤醒3 ms来接收AP的Beacon包&＃xff0c;则电流约为15 mA。
2.Light-Sleep模式
CPU及所有外设暂停运行。任何唤醒事件(MAC、主机RTC定时器或外部中断)都会唤醒主控&＃xff0c;射频随WiFi协议定时唤醒。
Light- sleep模式用于CPU可暂停的应用&＃xff0c;如Wi-Fi开关。在保持Wi-Fi 连接时&＃xff0c;如果没有数据传输&＃xff0c;可根据802.11标准(U-APSD)&＃xff0c;关闭Wi-Fi Modem并暂停CPU来省电。例如&＃xff0c;在DTIM3时&＃xff0c;保持300 ms的睡眠间隔&＃xff0c;每次唤醒3ms来接收AP的Beacon包,则电流约为0.9 mA。
3.Deep-Sleep睡眠
仅RTC处于工作状态&＃xff0c;芯片的其他部分掉电。
Deep-sleep模式应用于需要Wi-Fi连接的场景。对于很长时间才发送一次数据包的应用(如每100秒测一次温度的传感器)&＃xff0c;每300s醒来后需0.3s~1s连上AP,则整体平均电流小于1mA。电流20uA是在2.5V下得到的。