电子发烧友网>电子资料下载>电子资料>如何在双模 Wi-Fi/蓝牙物联网设计中最大限度地延长电池寿命

如何在双模 Wi-Fi/蓝牙物联网设计中最大限度地延长电池寿命

1692618 2022-11-24 | pdf | 332.68KB | 次下载 | 免费

资料介绍

电池供电的物联网 (IoT) 设备和其他连接产品的设计人员需要满足连续无线连接和延长电池寿命这两个相互矛盾的要求。对同一设备中的蓝牙 5 和 Wi-Fi 连接的需求不断增长，进一步扩大了本已受限的功率限制。尽管 Wi-Fi 和蓝牙协议提供了有助于降低功耗的标准协议，但更直接的支持以一种架构的形式出现，该架构结合了无线电子系统，可以通过低功耗微控制器卸载网络处理任务。电池供电的物联网 (IoT) 设备和其他连接产品的设计人员需要满足连续无线连接和延长电池寿命这两个相互矛盾的要求。对同一设备中的蓝牙 5 和 Wi-Fi 连接的需求不断增长，进一步扩大了本已受限的功率限制。尽管 Wi-Fi 和蓝牙协议提供了有助于降低功耗的标准协议，但更直接的支持以一种架构的形式出现，该架构结合了无线电子系统，可以通过低功耗微控制器卸载网络处理任务。本文将概述双模 Wi-Fi/蓝牙连接的重要性以及它如何使物联网设计复杂化。然后，它将展示 Cypress Semiconductor 的开发板和相关软件如何用于开发能够持续连接和延长电池寿命的双模 Wi-Fi/蓝牙物联网设备。本文将概述双模 Wi-Fi/蓝牙连接的重要性以及它如何使物联网设计复杂化。然后，它将展示 Cypress Semiconductor 的开发板和相关软件如何用于开发能够持续连接和延长电池寿命的双模 Wi-Fi/蓝牙物联网设备。对双模 Wi-Fi/蓝牙连续连接的需求不断增长对双模 Wi-Fi/蓝牙连续连接的需求不断增长蓝牙连接被认为是许多物联网设备的标准要求，这些设备旨在通过支持蓝牙的智能手机和其他移动设备与用户进行交互。然而，对于许多 IoT 应用程序，IoT 设备需要 Wi-Fi 连接来访问无线局域网 (WLAN) 以直接访问 Internet，或与同一网络上的其他对等设备和主机系统进行交互。蓝牙连接被认为是许多物联网设备的标准要求，这些设备旨在通过支持蓝牙的智能手机和其他移动设备与用户进行交互。然而，对于许多 IoT 应用程序，IoT 设备需要 Wi-Fi 连接来访问无线局域网 (WLAN) 以直接访问 Internet，或与同一网络上的其他对等设备和主机系统进行交互。在许多方面，如果这些物联网设备只需要在需要传输数据或其他消息时连接到 WLAN 或蓝牙主机，开发人员延长电池寿命的能力就会简单得多。由于许多物联网设备的工作周期通常很低，这些设备可以通过主要在低功耗睡眠模式下运行来延长电池寿命，唤醒足够长的时间来执行传感器测量，完成相关的处理任务，并在返回之前传输结果数据低功耗模式。实际上，大多数物联网设备需要快速响应来自对等设备、主机系统和最终用户的异步传入命令和数据。在许多方面，如果这些物联网设备只需要在需要传输数据或其他消息时连接到 WLAN 或蓝牙主机，开发人员延长电池寿命的能力就会简单得多。由于许多物联网设备的工作周期通常很低，这些设备可以通过主要在低功耗睡眠模式下运行来延长电池寿命，唤醒足够长的时间来执行传感器测量，完成相关的处理任务，并在返回之前传输结果数据低功耗模式。实际上，大多数物联网设备需要快速响应来自对等设备、主机系统和最终用户的异步传入命令和数据。为了保持响应，物联网设备需要提供持续连接的外观，对传入流量保持警惕，以便它们可以在可接受的时间内做出响应。如果开发人员试图通过反复唤醒他们的设备来接收传入流量来满足这一基本要求，他们设备的电池将很快耗尽。事实上，电池供电的 Wi-Fi 设备中的无线电接收器通常会随着时间的推移消耗比无线电发射器更多的功率，尽管与单个传输操作相关的功耗更高。当然，设备的主机处理器在每次接收操作中所消耗的功率会增加其自身的大量功率预算负载。幸运的是，为了保持响应，物联网设备需要提供持续连接的外观，对传入流量保持警惕，以便它们可以在可接受的时间内做出响应。如果开发人员试图通过反复唤醒他们的设备来接收传入流量来满足这一基本要求，他们设备的电池将很快耗尽。事实上，电池供电的 Wi-Fi 设备中的无线电接收器通常会随着时间的推移消耗比无线电发射器更多的功率，尽管与单个传输操作相关的功耗更高。当然，设备的主机处理器在每次接收操作中所消耗的功率会增加其自身的大量功率预算负载。幸运的是，无线连接标准如何帮助设备降低功耗无线连接标准如何帮助设备降低功耗在正常操作中，Wi-Fi 接收站 (STA) 通过关闭大部分 Wi-Fi 子系统来节省电力。由于接入点 (AP) 为休眠 STA 缓冲帧，因此不会丢失任何消息。作为其正常网络管理操作的一部分，AP 定期传输包含位图的信标，称为流量指示图 (TIM)，指示 AP 是否有每个 STA 的等待流量。AP 还定期传输包含传送流量指示图 (DTIM) 的信标，指示缓冲的多播或广播数据的可用性。STA 应在 DTIM 周期值内定期唤醒，该值是正常信标间隔的某个倍数。配置了高 DTIM 周期值的 IoT 网络将使网络中的设备能够降低功耗，因为它们可以在唤醒接收器以接收指示 AP 正在为其保留帧的信标之前休眠更长时间。这是下面讨论的标准 802.11 节电轮询机制背后的基本方法。在正常操作中，Wi-Fi 接收站 (STA) 通过关闭大部分 Wi-Fi 子系统来节省电力。由于接入点 (AP) 为休眠 STA 缓冲帧，因此不会丢失任何消息。作为其正常网络管理操作的一部分，AP 定期传输包含位图的信标，称为流量指示图 (TIM)，指示 AP 是否有每个 STA 的等待流量。AP 还定期传输包含传送流量指示图 (DTIM) 的信标，指示缓冲的多播或广播数据的可用性。STA 应在 DTIM 周期值内定期唤醒，该值是正常信标间隔的某个倍数。