动态方法调用 为什么不安全 如何降低LoRa终端功耗 - 全文

如何把LoRa终端功耗降到最低？降低能耗成为电池供电的产品来重要难题，锐米LoRa终端）RNDU470T可以将休眠能耗降低到极致，但是他又是如何实现的，我们将进行详细的解说。

能耗对于电池供电的产品来说是一个重大的问题，一旦电能耗尽设备将“罢工”，在某些场合电能意味着电子产品的生命。物联网时代将会有越来越多电池供电的设备通过无线通信连接，降低能耗再次摆在工程师的桌面上—解决它。

锐米LoRa终端（简称终端）RNDU470T不但具备空旷环境传输5km的超长距离优势，还将休眠能耗降低到极致（0.4uA，带RTC为1.4uA）。我们是怎么做到的呢？接下来，一步一步解密。

硬件设计

1. 选用低功耗器件

终端MCU选用STM8L151C8T6，它属于超低功耗，不带RTC休眠为400nA，带RTC下休眠为1.4uA。该MCU拥有较大的RAM（4KB）和自带EEPROM（2KB），不用扩展外部存储设备，进行一步降低功耗和成本。

终端射频芯片选用SX1278，在休眠模式下，该芯片功耗低至忽略不计。

2. 尽可能快地让射频模块休眠

SX1278属于LoRa TM扩频调制技术，它的远距离优势得益于调制增益，不是靠增大发射功率（那将消耗更多电能）。该射频芯片的电流消耗如下：休眠《0.2uA，空闲=1.6mA，接收=12mA，发射（最大功率）=120mA.

终端MCU通过“中断+定时器超时”方式控制SX1278，一旦射频完成发送或接收，立即进入休眠模式。

3. 了解MCU的工作模式与功耗

降低MCU的功耗首先尽可能少地开启外设，其次尽可能地让其休眠。我们一起看看STM8L151C8T6不同工作模式下功耗。

4. 静态配置MCU引脚

即使MCU和RF都进入休眠模式，如果没有设置好MCU引脚，它们照样会“偷偷”地消耗电能。以STM8L151C8T6为例，它一共有48个引脚，首先需要用Excel对其进行分类，如下例所示：

一般说来可以将引脚分成5类，可以借鉴“地铁颜色区别”方法，设计如下图例：

软件设计

1. 动态切换MCU引脚

有2类MCU引脚：MCU输出和MCU输入，它们需要动态进行配置。动态方法调用 为什么不安全具体地说，在进入低功耗模式时，将其分别配置成：输入上拉和输入悬浮；在退出低功耗模式时，将其配置成定义的功能状态。在动态切换时需要考虑2点：

首先，动态切换引脚是需要时间的，以STM8L151C8T6为例，动态切换5个引脚需要477us，可见它一般用于休眠这种较长周期的节能模式，不适合空闲停止这种短暂节能模式。

其次，在实际开发中引脚的连接是变化的，换句话说，今天这个引脚是空闲，下次产品升级该引脚可能设计成特定功能。动态方法调用 为什么不安全为减少软件维护成本，需要设计一种优秀的数据结构，它能描述MCU所有引脚，如果引脚功能改变，只需要修改数据定义，而不需要修改程序。

2. 一旦无事可干，MCU立即停止或休眠

在LoRa终端系统中MCU是能源的持续消耗者，软件设计需要考虑尽可能快地让MCU节能，STM8L151C8T6有如下2种节能模式。

短暂等待：如等待RF发送数据帧完毕，MCU执行WFI指令，一旦RF完成发送，中断将MCU唤醒继续运行；

长期等待：如等待下一次主动上报数据帧，MCU执行HALT指令，当指定时间到达时，RTC中断将MCU唤醒继续运行。

3. 采用高效率算法

软件算法效率越高，MCU计算时间更少，可以更快进入低功耗，也就更节能。在终端设计中有2个算法比较消耗时间：

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