1. 课程导入与低功耗设计全景

WiFi 物联网终端（如智能门锁、温湿度传感器、电池摄像头、可穿戴标签）与手机、笔记本最大的不同，在于它往往靠一颗纽扣电池或 18650 电池长期工作，却又要维持 WiFi 连接、周期性上报数据、随时响应云端指令。WiFi 物理层的峰值电流通常在 200～350 mA 量级，而待机时若处理不当，平均电流可能高达几十毫安——一颗 1000 mAh 的电池只能撑一两天。低功耗设计要解决的，正是"高瞬时功耗"与"长续航"之间的矛盾。

一、典型架构：功耗发生在哪些环节

一个典型的 WiFi 物联网终端可以拆成五块：SoC/MCU 主控（含 WiFi 基带与射频）、射频前端与天线、电源管理单元（PMU/LDO/DCDC）、传感器与外设、时钟与存储。数据从传感器采集，经 MCU 处理后通过 WiFi 发送到 AP，再上云；反向则是云端下发指令唤醒终端。

功耗来源可以按"谁在耗电"和"什么时候耗电"两个维度分类。按器件分：射频收发占大头，MCU 运行与 Flash 读写次之，传感器和 LDO 静态电流是容易被忽视的"慢性失血"。按状态分：发射（TX）、接收（RX）、空闲监听（Idle/Listen）、睡眠（Sleep/Deep Sleep）。其中睡眠电流往往决定长期平均功耗，而 TX 峰值电流决定电源和电池能否扛住瞬时冲击。

二、四个关键指标：怎么算、怎么看

平均电流 I_avg 是续航的直接决定量。若终端每 60 s 上报一次，单次通信耗时 30 ms、平均 80 mA，其余时间睡眠电流 5 µA，则一个周期内电荷量约为 80 mA × 0.03 s + 0.005 mA × 59.97 s ≈ 2.4 mAs + 0.3 mAs，平均电流约 0.045 mA。用 1000 mAh 电池估算，理论续航约 1000 / 0.045 ≈ 22000 小时，约 2.5 年。这个例子说明：占空比比单次功耗更能决定续航。

峰值电流 I_peak 决定电源设计。若 TX 瞬间需要 300 mA，而电池内阻或 LDO 无法提供，电压会被拉低导致复位。因此要关注电池放电能力、去耦电容容量和 DCDC 的瞬态响应。

唤醒延迟 t_wake 是从睡眠到可执行指令的时间。深度睡眠越省电，唤醒往往越慢（需重新加载时钟、校准射频）。门锁要求按键后 100 ms 内响应，就不能用最深的睡眠档。

续航时间 T 由 T = C_battery / I_avg 估算，但要注意电池自放电、温度衰减和容量降额，实际值通常打七折。

三、本课程的任务路线图

后续章节将沿着"测量—建模—优化—验证"的主线展开：先用电流探头和功耗分析仪把真实波形测出来，建立 TX/RX/Sleep 各状态的电流模型；再从占空比、睡眠策略、射频参数、外设管理四个方向逐项优化；最后用长时间记录验证平均电流是否达标。本课程会给出可复现的示例参数和判断依据，帮助你把"低功耗"从口号变成可测量的工程结果。