动态方法调用 为什么不安全 如何降低LoRa终端功耗 - 全文(2)

CRC16：无线传输易受干扰，一般通信帧需要添加CRC16检测正确性，我们采用查表的方法减少CRC16的计算时间。计算空中传输时间：该时间对于组网算法十分重要，它包含较多的浮点运算。所幸的是，大部分数据帧长度是固定的，可以提前计算好；对于变化长度的数据帧，可以采用“命中算法”来提高效率，即保存本次长度与时间的值，如果下次长度相同直接返回该时间值。4. ConTIki操作系统下进程低功耗设计

终端支持TDMA算法，内嵌多种无线通信健壮性技术，智能解决：通信碰撞、微弱信号、外界干扰、断网继连等挑战。这样一来，必然带来软件复杂度。

使用成熟稳定的已有软件库是人们解决软件复杂度的有效方法，因此，我们引入高效强大的ConTIki物联网操作系统。

这样一来，终端系统低功耗设计需要兼顾：MCU运行模式、外设中断、ConTIkiOS和进程。

上图展示了系统低功耗设计的时序逻辑。我们看到一个基本的思想：当所有的进程“同意休眠”，空闲时ConTIkiOS执行HALT命令使MCU进入休眠状态；当RTC或EXT中断唤醒MCU时，对应的进程处理该逻辑，完成后“同意休眠”。

这种设计保证了系统只有一个HALT入口，同时复杂的逻辑交给不同的进程处理，降低了设计的复杂度。

为检测是否“所有进程同意休眠”，我们设计了如下图的数据结构：

数据AgrHalt的位宽与进程数目绑定，因此使用typedef定义该数据类型。

当AgrHalt==0时，说明“所有进程同意休眠”，一旦ContikiOS进入空闲状态，它将调用HALT（）命令，使MCU进入Active-HALT状态；

当AgrHalt ！= 0时，说明“某进程还有活要干”，此时ContikiOS进入空闲状态后，它调用WFI（）命令，使MCU进入WFI状态。

5. TDMA通信算法

纵然把单个终端的功耗降到极致，在实际组网运行中该终端的功耗未必是低的，这个叫组网动态运行功耗。组网动态运行功耗依赖于无线通信协议，试想，如果终端需要争抢信道和重传数据帧，那就意味着需要N倍的电能才能完成一次通信，节能将成为空中楼阁。

锐米LoRa终端一开始就把低功耗性能作为重要设计目标，因此我们抛弃了简单但是耗能的CSMA算法，而选用TDMA算法。根据大量的实测，我们坚信这是符合LoRa特性的。实际上，当网络负荷达到中载（带宽利用率超过50%）时，CSMA的效率大减且耗能增大，因为大量的终端通信冲突，不得不延时重传。

TDMA的原理如下图所示：N个终端将一段时间分成N个时隙（Slot），每个终端在自己分配的时隙与网关通信。没有争抢，没有碰撞，节能效果自然非凡。

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