BLE功耗测试的基本原理
蓝牙低功耗(BLE)设备主打省电,但实际使用中经常出现“理论待机半年,结果一个月就没电”的情况。问题往往出在功耗没测准。做BLE功耗测试,核心是搞清楚设备在不同状态下的电流消耗,比如广播、连接、睡眠等。
常见测试场景和问题
比如你开发了一款智能门磁,标称用一节CR2032电池能撑一年。可用户反馈三个月就没反应了。这时候不能光看代码有没有死循环,得实测电流。很多开发者忽略广播间隔设置过短,导致设备频繁“喊话”,白白耗电。
基础测试工具推荐
最简单的办法是用高精度万用表串联在电源回路里,适合粗略看静态电流。但BLE信号是脉冲式的,万用表响应慢,容易误判。更靠谱的是用示波器搭配电流探头,或者专用的功耗分析仪,比如Nordic的Power Profiler Kit II。
关键测试步骤
第一步,让设备进入纯睡眠模式,测此时的漏电流,正常应该在微安级别。第二步,开启广播,调整广播间隔从20ms到1s,观察电流变化。每广播一次,电流会冲一个尖峰,间隔越短,平均功耗越高。
比如下面这个nRF52系列芯片的配置:
#define APP_ADV_INTERVAL 320 // 单位0.625ms,对应200ms广播间隔
#define APP_ADV_DURATION 0 // 持续广播
如果把APP_ADV_INTERVAL改成160,广播间隔就变成100ms,功耗直接翻倍。这种细节不测根本发现不了。
连接状态下的功耗陷阱
很多人以为连接后功耗稳定,其实不然。从机延迟(Slave Latency)和连接间隔(Connection Interval)设置不合理,会导致设备频繁唤醒。比如手机不停读取手环数据,手环就得一直回应,睡不了觉。
理想情况是,在不需要实时传输时,把连接间隔拉长到几百毫秒,允许从机跳过几次通信。这样平均电流可以从几毫安降到几百微安。
软件层面的优化建议
检查是否有外设常开,比如传感器、LED指示灯。一个常亮的小灯珠就能吃掉整个系统的节电优势。用定时器控制GPIO,在采集完成后立刻关闭供电。
另外,避免频繁写Flash或长时间开启射频。每次无线发送前,确保数据已经打包好,减少空中传输时间。
真实案例参考
有团队做了一个资产追踪标签,初期测试待机只有两周。后来发现是定位模块在空闲时没断电,加上广播间隔设成100ms。改成长间隔广播+按需唤醒后,待机提升到八个月,接近理论值。
功耗问题不是单一因素导致的,必须结合硬件接线、固件逻辑、通信参数一起看。光靠猜很容易跑偏。