esp32低功耗远程唤醒

Posted 2023-05-05

参考技术A 配置RTC实时时钟和定时器。
1、在ESP32上配置RTC实时时钟和定时器，以便在待机状态下定期唤醒ESP32。
2、配置ESP32的Wi-Fi或蓝牙连接，在待机状态下保持连接，在远程设备上实现远程唤醒功能，例如使用MQTT协议或者HTTP请求等方式发送唤醒信号到ESP32。
3、在ESP32收到唤醒信号后，即可启动处理器并连接到远程设备进行数据交换。

移远EC600低功耗唤醒锁wakelock的使用，QuecPython功耗分析

移远QuecPython在线文档对 低功耗休眠唤醒 的介绍比较少，咨询FAE后才知道相关说明是在另一个页面 QuecPython低功耗。

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EC600模组如何进入低功耗

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模组如果需要需要进入低功耗模式，必须满足以下几个条件：

• USB 拔出
• 系统唤醒锁全部释放（唤醒锁的数量可通过pm.get_wakelock_num()接口获取）
• 无外部引脚中断干扰
• 使能系统自动进入休眠（具体接口：pm.autosleep(sleep_flag)）
• CFUN=0 或者为正常注网状态
  
  

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QuecPython低功耗唤醒锁的运行机制

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  了解 FreeRTOS 的都知道，任务在运行到 vTaskDelay(); 时，会产生相应时间片时长的延时。在这时间段内，本任务处于阻塞态，并产生任务调度，将CPU控制权转交给其他任务去运行程序；如果其他任务也没有活动事件，那么调度器就会将CPU切换到空闲任务。而低功耗模式，最粗暴的做法，就是在 Idle 空闲任务 运行时，直接将MCU进入低功耗模式。再在适当的条件下，来唤醒MCU运行任务，这些条件可以是外部IO中断，也可以是定时器中断。

  又因为上面的方式需要在休眠时保持FreeRTOS的系统节拍，所以系统节拍计数时也会产生唤醒，而大多数由系统节拍产生的唤醒，都是没有活动的用户任务的，唤醒后计数、计数后马上又进入休眠，约等于说这个唤醒除了更新系统节拍再无其他意义。于是有了更低功耗的模式Tickless Idle Mode，它通过在休眠时暂停系统节拍计数的方式，极大减少了无用的唤醒次数。而在休眠过程中丢失的系统节拍，会在下一次唤醒后补上，所以不用担心会对用户任务造成影响。

  扯得有点多了，回到正题，QuecPython也是运行着RTOS的，所以低功耗原理不会差太多。
  官方文档对其低功耗休眠是这样描述：

对于模组的睡眠进程来说，只有当众多优先级高于睡眠进程的进程都无任务在运行时，
即所有进程都释放它们的CPU控制权时，模组才会进入睡眠，降低功耗。

  嗯，看起来跟 FreeRTOS 的休眠机制都是差不多的。不过QuecPython多了个 wakelock，有上锁、释放的动作，而模组在有 wakelock 上锁的情况下，是不会进入休眠的。只有在 wakelock 数量为0，且满足以上进入低功耗条件时，EC600模组才会择机适时自动进入休眠。

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测试脚本

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  怎么样，经过上面一番说明，思路是不是比较清晰了。还不了解的话，直接上代码：

  代码中两个 utime.sleep(20)，一个会自动进入休眠，另一个因唤醒锁没有释放故模组还处于运行中。

import pm
import utime
lpm_fd = pm.create_wakelock("test_lock", len("test_lock"))  # 创建wakelock锁
pm.autosleep(1)  # 设置自动休眠模式
# 模拟测试，实际开发请根据业务场景选择使用
# 【注意】运行此脚本后，请将USB线与模组断开连接，否则USB有通信时无法自动进入休眠状态
while 1:
    utime.sleep(20)  # 此时处于休眠状态
    # 有活动进程，不为空闲，模组被唤醒
    res = pm.wakelock_lock(lpm_fd)   #添加锁
    print("ql_lpm_idlelock_lock, g_c1_axi_fd = %d" %lpm_fd)
    print("unlock  sleep")
    utime.sleep(20) # 唤醒锁存在，即使进程无活动，但模组在此时间段内依旧在活动工作中
    res = pm.wakelock_unlock(lpm_fd)  #释放锁
    print(res)
    print("ql_lpm_idlelock_unlock, g_c1_axi_fd = %d" % lpm_fd)
    num = pm.get_wakelock_num()  # 获取已创建锁的数量
    print(num)

  调试步骤：

1. 将EC600模组重新烧录固件。
2. 下载 sleep_test.py 测试程序。运行代码。
3. 我测试的硬件供电电压为4.0V，外置一低Iq的DCDC，实际提供给模组的供电电压为3.6V。
4. 观察功耗分析仪，此时因为USB还在连接通信，故模组不能正常进入休眠。
5. 插接USB时，以10s为窗口观察，动态功耗约为 32.6mA。
6. 功耗比下面大那么多不知道为什么，明明已经把充电管理和电源自动切换给卸掉了。USB只做通信，已经不提供电源了。
7. 关闭QPYcom的端口，拔出USB线。
8. 活动功耗约为21.3mA（10s窗口期）
9. 休眠功耗约为2.2mA（10s窗口期）
10. 因4G模组的功耗与设备所处环境的信号质量有很大关系，以上仅做参考。
11. 模组为实现通信唤醒，休眠时自身的功耗波动很大，瞬间可达几百mA，脉动频率约为0.64/0.32s。
12. 因我的电路外围硬件设计的缘故，在模组不开机时，整体也会有62.5uA的功耗，这部分需要从上面扣除。
13. DCDC和充电管理的Iq测试为41uA，包含在62.5uA内。
14. DCDC有百分之个位数的转换损耗，也要扣除。所以以上结果只是粗略的值。

【注意】刚开机的几分钟内，功耗的波动比较大，脉动也会在这个时间段内，经常性的从平时的0.64s变为0.32s，这段时间内的功耗会比平时高1~2mA。

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功耗分析仪测试

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代码中的活动工作功耗：

代码中自动进入休眠的功耗：