7天快速入門Zigbee：低功耗節點設計

1. 概述

本文章介紹了CC2530芯片的功耗參數，實測協議棧未進入低功耗模式時的功耗和進入低功耗模式時的功耗，講解如何設置協議棧進入低功耗模式，並且列出了調節低功耗模式功耗的幾個關鍵參數。

2. CC2530的功耗參數

數據手冊參數：
-主動模式RX（CPU空閒）：24mA
-主動模式TX在1dBm輸出功率（CPU空閒）：29mA
-電源模式1（4us喚醒）：0.2mA
-電源模式2（睡眠定時器運行）：1uA
-電源模式3（外部中斷）：0.4uA
實際測量參數：
-CC2530全速運行Z-Stack Mesh 1.0.0協調器協議棧：26mA

-CC2530全速運行Z-Stack Mesh 1.0.0路由器協議棧：27mA

-CC2530全速運行Z-Stack Mesh 1.0.0終端協議棧(1秒請求一次數據)：8mA

-CC2530開啓低功耗運行Z-Stack Mesh 1.0.0終端協議棧(2秒請求一次數據)：2秒休眠時間爲1uA，2秒後喚醒發送一次數據的瞬時電流萬用表無法捕捉，理論上爲27mA以上。

從上述參數我們可以看出終端節點開啓低功耗模式跟沒開啓低功耗模式的耗電量是天差地別的。

3. 如何進入低功耗模式

因爲協調器設備和路由器設備需要常在線，是無法進入低功耗模式的，所以我們主要討論如何讓終端設備進入低功耗模式。
如何讓協議棧進入低功耗模式：
1）添加預編譯選項：POWER_SAVING
默認情況下，Z-stack裏終端設備的電源管理功能是關閉的，添加預編譯選項“POWER_SAVING”以開啓此功能。
2）在“f8wConfig.cfg”文件裏設置：-DRFD_RCVC_ALWAYS_ON=FALSE
這個宏定義表示是否要一直開啓射頻接收功能，終端協議棧默認選擇是FALSE。
設置完這兩個選項後，終端設備就可以正常的進入低功耗模式了。

4. 影響低功耗模式的幾個參數

1）終端節點會週期性向父節點發送數據請求命令(data request)來詢問父節點是否有數據要給自己，此時需要喚醒設備併發送數據。
可以根據自己的項目需求來設置“f8wConfig.cfg”文件裏“DPOLL_RATE”改變終端節點詢問父節點的間隔時間，單位:ms；時間設置的越長越省電；設置爲0則不進行輪詢。對於一個不需要接收消息的終端設備，在它加入網絡後，可將此參數設置爲0
2）終端節點在發出“data request”命令後，會收到父節點的數據指示命令(data indication)，然後經過指定時間後向父節點請求消息隊列。
可以通過設置“f8wConfig.cfg”文件裏“DQUEUED_POLL_RATE”來設置間隔時間，單位：ms；時間設置的越短越省電。
3）終端設備在收到數據確認指示後，就會向父節點請求響應消息，這個時間間隔可由“f8wConfig.cfg”文件裏“DRESPONSE_POLL_RATE”來設置間隔時間，單位：ms；時間設置的越短越省電。
4）協議棧中只要有事件發生，設備就會從休眠狀態中喚醒並處理事件，處理完成後再進入休眠。例如一個低功耗節點利用事件機制1秒鐘閃爍一次LED燈，則協議棧將會在事件觸發的時候喚醒並處理LED事件，然後再進入休眠。所以在設計低功耗設備的時候要注意應用層事件的應用。
5）關閉協議棧本身自帶的硬件輪詢事件。查看“hal_drivers.c”文件中的“hal_ProcessEvent”函數可知要關閉協議棧內部的LED輪詢事件和KEY輪詢事件，在預編譯添加：HAL_LED=FALSE 和 HAL_KEY=FALSE。

5. 快速應用

步驟	執行項目
使能低功耗功能	添加預編譯選項：POWER_SAVING
關閉射頻接收常開功能	在“f8wConfig.cfg”文件裏設置： -DRFD_RCVC_ALWAYS_ON=FALSE
設置終端設備輪詢速率	設置“f8wConfig.cfg”文件裏“-DPOLL_RATE”
設置終端設備隊列輪詢速率	設置“f8wConfig.cfg”文件裏“-DQUEUED_POLL_RATE”
設置終端設備響應輪詢速率	設置“f8wConfig.cfg”文件裏“-DRESPONSE_POLL_RATE”
關閉協議棧內部LED輪詢和KEY輪詢	在預編譯添加： HAL_LED=FALSE 和 HAL_KEY=FALSE

大家的支持就是我分享技術的動力，希望大家需轉載時能附上原作者的博客：https://blog.csdn.net/u012993936，謝謝。

7天快速入門Zigbee：低功耗節點設計