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本節與下一節都將講述關於ZigBee終端裝置的低功耗。

本節主要講解關於基於CC2530晶片的ZigBee技術的低功耗理論部分。

一、應用背景

無論是在智慧家居，還是醫療，亦或是在工業控制等領域，“功耗”都是一個非常重要的問題。因為在很多實際情況下，裝置只能使用電池供電，而不能使用220V交流電或24V直流電等方式給裝置保持常供電。這個時候，低功耗技術就顯得尤為重要。否則，頻繁地更換電池會對人力和物力造成極大的浪費。

而“低功耗”正是ZigBee技術諸多重要特點及優勢之一，因此ZigBee技術在很多領域都有著非常廣泛的應用。

二、ZigBee基本概念回顧

講到ZigBee技術的低功耗，在這裡就不得不再重申一下一些ZigBee的基本概念了。ZigBee網路中有三種邏輯裝置：協調器（Coordinator）、路由器（Router）和終端（EndDevice）。

協調器節點：是網路中的第一個裝置。負責建立、維持和管理網路等，必須要由主電源常供電。

路由器節點：主要負責路由發現、訊息傳輸、允許其他裝置通過它加入網路等，一般也多采用主電源常供電。

終端節點：一般負責資料採集或控制功能，只能通過協調器或路由器加入網路，且其他裝置不能通過它加入網路。因為它沒有特定的維持網路結構的責任，所以可以睡眠或者喚醒，功耗較低，一般採用電池供電。

由此可見，ZigBee技術中真正的低功耗

只是針對於終端裝置而言的。而對於常供電的ZigBee協調器和ZigBee路由器，我們一般不去考慮它們的功耗。

PS：本文後面提到的“裝置”，非特殊說明，均指“ZigBee終端裝置”。

三、動態功耗與靜態功耗

對於ZigBee終端裝置來說，有的時候它是“有事可做”的，但更多的時候它其實是“無事可做”的！在這裡，我們就把ZigBee終端裝置在“有事可做”和“無事可做”兩種不同情況下功耗，分別稱為“動態功耗”和“靜態功耗”。那麼這樣一來，ZigBee終端裝置的功耗就主要是由“動態功耗”和“靜態功耗”兩部分組成的了。

這裡我們以下一節中將會用到的一張圖來簡單說明：

上圖是一個ZigBee終端裝置在入網時及入網後的實時功耗圖，可以看到如圖所示的交點處的電流大小為8.087mA

。

從圖中可以看到有很多“毛刺”，其實在這個時候，ZigBee終端裝置正在與其父節點互動，或者是正在採集感測資料等，這個時候的功耗就是我們所說的“動態功耗”；更多時候，甚至是90%以上的時間，它其實都是“無事可做”的，也就是圖中所示的“平滑區”，這個時候的功耗就是我們所說的“靜態功耗”。

由此可見，實際占主導地位的其實是“靜態功耗”。

四、CC2530的休眠模式

如手冊《CC253x User's Guide》 4.1 Power Management Introduction所述：

CC2530總共有5種工作模式，其中有3種是休眠模式，分別為PM1、PM2和PM3。

此外手冊中還提到：雖然CC2530有三種不同的休眠模式，但Z-Stack協議棧中只用了其中兩種。

協議棧中的程式碼也確實如此，只用到了PM2和PM3，分別稱為TIMER_SLEEP（定時睡眠）模式和DEEP_SLEEP（深度睡眠）模式。

文件中還有如下說明：

由於DEEP_SLEEP（深度睡眠）模式必須要“復位（ 重啟）”或者“外部中斷”來喚醒，所以一般只適合用於需要按鍵這一型別的裝置。如果不能產生外部中斷，則一般使用PM2模式，也就是TIMER_SLEEP（定時睡眠）模式。

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