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随着科技的发展,越来越多的便携式设备也如雨后春笋般地诞生,但便携式设备都会面临同样的难题——续航,影响着续航的两大因素就是电池容量和设备功耗。电池容量通常跟设备体积相关联,电池容量越大同时意味着设备体积越大。因此在同样电池容量下,提高续航能力就意味着降低设备低功耗,WOR(Wake On Radio)技术就是为了低功耗设备量身定制的技术。

wod指的是什么(什么是WOR)(1)

空中唤醒

WOR(Wake on Radio)技术是通过减少接收端射频处于接收状态时间,其余时间工作处于深度睡眠模式来降低设备整体功耗,同时还能保证设备能正常接收,但发送端需要发送更长的时间来保证接收端被唤醒。

WOR接收电流示意图如下所示:

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而通常处于接收模式的电流消耗图如下所示:

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若一般模式下的接收电流为15mA左右,休眠电流为5uA左右,T1为1000ms(WOR周期),T2(深度睡眠模式时间)为970ms,T3(接收模式时间)为30ms,则功耗只有正常接收电流的3%左右,能大幅度降低整体功耗。

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LoRa(Long Range)是一种基于CCS(线性调制扩频技术)的长距离无线电,其封包格式如下所示:

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WOR(空中唤醒)最重要的一点是如何确认空中是否有需要的数据存在,Semtech旗下的LoRa产品一般都会有前导码检测中断,有了前导码检测中断的硬件基础,便可通过外部MCU周期性唤醒LoRa芯片进入接收模式并检测前导码中断是否被触发。

为了保证接收端能稳定的收到数据,发送端的前导码长度必须大于一个WOR周期,时间过短会导致接收方丢包。

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WOR角色一般分为发送方和接收方:

发送方(TX):发送数据前添加一个WOR周期长的前导码来唤醒接收方;

接收方(RX):周期性进入接收模式,其余时间处于深度睡眠以减少耗电。

单点唤醒

然而上述的WOR方式在同信道下前导码会被所有设备无差别识别,导致范围内所有的设备全部被唤醒,直到发送端发送完数据才能再次进入深度睡眠模式。为了解决这一难题,E330-400T13S提出了单点唤醒来解决这个问题。

与上述的WOR方式不同,单点唤醒在唤醒时不会持续唤醒非目标设备,E330-400T13S采用FSK/GFSK调制,故其封包和LoRa有所不同,最重要的是FSK/GFSK具有同步字(SYNCWORD)过滤机制。将地址设置为同步字,当同步字不一样时数据会直接被硬件过滤导致无法通信。

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单点唤醒不再采用LoRa发送很长的前导码,因为在同一信道下发送前导码一定会唤醒同类型的所有设备,且会保持唤醒状态,导致整个网络虽然不应该接收数据,但却一直被强制性的唤醒进入接收模式。

单点唤醒在此点上做出了优化,选择使用“短前导码 同步字 0(DATA)形式”的短封包取代很长的前导码,如下图所示,短封包发送时间也应是大于一个WOR周期。

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不同之处在于,单点唤醒利用了硬件同步字过滤的功能:

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如上图时序图所示:

当发送端发送的同步字和接收端相同时,接收端表现与LoRa的WOR唤醒是一致的;

但当发射端发送的同步字与接收端不同时,接收端会立刻再次进入休眠模式,直到下个周期再次进入接收模式才能接收到其他的数据。

尽可能休眠,最大限度降低功耗,节点能尽可能及时地收发无线数据,空中唤醒做到了。如果说低功耗为产品插上了想象的翅膀,空中唤醒则使想象成真。

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