影响BLE蓝牙模块功耗的六个参数及如何通过设置参数来降低功耗？
BLE之所以能做到μA级别的功耗，在使用纽扣电池供电的情况下能工作达半年甚至更久的原因就是BLE特殊的休眠的机制，简单概括就是在特定的时间启动射频，快速地发射完数据后关闭射频进入休眠状态，也就是说在BLE工作期间，其射频大部分时间都是处于关闭状态，所以它的功耗就能非常低。
图1就展示了BLE设备发送广播数据的电流（图片来源于信驰达产品实测）。
图1 BLE设备广播电流
影响BLE功耗的参数
本文所说的影响功耗的参数是站在BLE协议栈的基础上来说的，不包括硬件本身带来的功耗，比如当你模块负载着很多LED的时候，BLE模块的功耗降不下来，这就不在讨论范围之内。
影响BLE功耗的参数有如下几个：
1.广播间隙(Advertising interval)
2.连接间隙（Connection Interval）
3.从设备延迟（Slave Latency）
4.连接超时（Supervision Timeout）
5.扫描窗口（Scan Window）
6.扫描间隙（Scan Interval）
1、广播间隙(Advertising interval)
BLE设备在每次广播时，都会在三个信道上发送相同的报文，这些报文被称为一个广播事件，两个相邻的广播事件的时间就是广播间隙。关于广播间隙的定义如图2（图片来自Core_v5.0，蓝牙核心协议5.0）
图2 广播间隙
广播间隙是针对从机设备来说的，广播间隙决定了从机设备的广播频率，你说是一秒钟发一次数据的功耗高呢，还是一秒钟发十次数据的功耗高呢？所以将BLE广播间隙调大一些，这样在单位时间中广播次数减少，就能有效的降低功耗。范围如图3所示（图片来自Core_v5.0，蓝牙核心协议5.0）
图3 广播间隙范围
2.连接间隙（Connection Interval）
BLE主机设备和从机设备建立连接后，进行数据交互的间隔称为连接间隙，注意是主从设备建立连接后。关于连接间隙的定义如图4（图片来自Core_v5.0，蓝牙核心协议5.0）
图4 连接间隙
连接间隙就是指主机从机设备之间的交互频率，将连接间隙调大一些即可有效的降低功耗。连接间隙的参数范围也有一个规定值，如图5所示（图片来自Core_v5.0，蓝牙核心协议5.0）
图5 连接间隙范围
3.从设备延迟（Slave Latency）
从设备延迟是指在连接将被终止之前从设备能够处于睡眠状态的BLE连接间隔的数目。为了形象的说明此概念，引用图6来进行解释。
图6 Slave Latency图解
从图中可以看出当从设备延迟关闭（即等于0的时候），每一个主机发起的数据交互从机都必须要响应，当从设备延迟打开（图中等于3的时候），从机可以忽略3次主机发起的数据交互请求，而继续处于休眠状态。
从图6也可以看出当开启从设备延迟时，从机处于休眠的时间就更多，那么设备就可以更省电。
4.连接超时（Supervision Timeout）
连接超时又叫监控超时，是指LE链路的链路监督超时时间，必须是10ms的整数倍。必须满足关系：Timeout >(1 + Latency) * Interval_Max * 2。连接超时范围如图7所示（图片来自Core_v5.0，蓝牙核心协议5.0）
图9 Scan Interval 和Scan Window定义
5.扫描窗口（Scan Window）：扫描窗口是指进行一次扫描的时间宽度，也就是扫描的持续时间。持续时间越短消耗的能源就越少。
6.扫描间隙（Scan Interval）：扫描间隙是指两个连续的扫描窗口的起始时间的间隔。即可以理解为扫描频率，频率越低消耗的能量就越少。需要注意的是扫描窗口要小于扫描间隙。
参数范围如图10所示（图片来自Core_v5.0，蓝牙核心协议5.0）
图10 扫描间隙扫描窗口范围
如何设置参数来降低功耗？
本文基于信驰达nRF52系列的BLE蓝牙模块，来说明如何通过AT指令设置参数来降低BLE模块的功耗。
1.设置广播间隙
打开串口助手发送指令，如图11所示：AT+ADVINTV=1600（1600*0.625=1000ms），AT+ADVINTV=1600（160*0.625=100ms）
图11 设置广播间隙为1s和100ms
设置成功后通过电流测试工具抓取电流数据如图12所示，可以看到平均值为29.93uA。设置为100ms时的功耗为250uA.
图12 1s和100ms广播间隙的功耗对比
2.设置广播间隙
打开串口助手发送指令如图13所示，设置连接间隙为1s：AT+CONMAXINTV=800（800*1.25=1000ms）, AT+CONMININTV=800（800*1.25=1000ms），设置连接间隙为100ms
图13 设置连接间隙为1s和100ms
成功设置连接间隙后使用仪器抓取功耗如图14所示。连接间隙为1s时功耗259μA,连接间隙为100ms时功耗为335μA。
图14 1s连接间隙和100ms连接间隙功耗对比
3.设置从设备延迟和链接超时
在设置从设备延迟和连接超时的时候需要注意参数范围：
设置参数如图15所示：Timeout >(1 + Latency) * Interval_Max * 2
5000>(1+20)*100*2
图15 设置从设备延迟和连接超时
需要注意苹果系统的设备做主机的时候，连接参数更为苛刻，需要满足以下关系，否则连接可能存在异常。
Interval_Max* (Slave Latency + 1) ≤ 2 seconds
Interval_Min≥ 20 ms
Interval_Min+ 20 ms ≤ Interval_Max
SlaveLatency ≤ 4
Timeout ≤6 s
Interval_Max* (Slave Latency + 1) * 3 < Timeout
4.设置扫描参数
设置扫描参数为1s和10ms，如图16所示：
图16 设置扫描参数为1s和10ms
设置成功后，通过仪器观察功耗情况如图17所示：
1s的扫描间隙扫描窗口平均电流：72.4μA
10ms扫描间隙扫描窗口平均电流：3.37mA
图17 1s扫描间隙与10ms扫描间隙功耗对比
附：
信驰达目前的BLE系列产品众多，这里就不对每种型号做示例，可根据自己手里的型号找到对应手册中的指令进行设置。
若使用的是别的公司的产品，想要降低功耗亦可设置这些参数来降低功耗。这里附上一些信驰达产品测试的具体数据，就能更直观地看到各个参数对于功耗的影响：
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本文由翊翊所思转载自信驰达，原文标题为:BLE设备功耗太高？只需几个参数即可搞定，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
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