特殊功能接口
觸摸屏控制器:支持電阻式觸摸屏,可直接連接 4 線 / 5 線觸摸屏,輸出觸摸坐標,適合嵌入式顯示終端(如智能家居控制面板)。
紅外遙控(RMT):8 個通道的遠程控制模塊,可發(fā)送和接收紅外信號,支持常見的紅外協(xié)議(如 NEC、RC5),用于家電遙控(如控制空調、電視)。
SD 卡接口:通過 SPI 或 SDIO 協(xié)議連接 SD 卡,支持 FAT32 文件系統(tǒng),可用于數(shù)據日志存儲(如環(huán)境監(jiān)測數(shù)據記錄)、固件升級等。
低功耗管理:電池供電設備的續(xù)航保障
ESP32 針對物聯(lián)網設備的低功耗需求,設計了多層次的功耗管理機制,通過靈活的睡眠模式和電源控制,在保證功能的同時最大限度降低能耗,使電池供電設備(如無線傳感器節(jié)點)的續(xù)航時間可達數(shù)月甚至數(shù)年。
睡眠模式與功耗等級
ESP32 提供五種功耗模式,適應不同的應用場景:
活躍模式(Active):雙核全速運行,所有外設工作,功耗約 80-240mA(取決于 CPU 負載和無線通信狀態(tài)),適合數(shù)據處理和實時控制。
modem-sleep 模式 :CPU 保持運行,Wi-Fi 和藍牙模塊關閉,功耗約 30-60mA,適合不需要無線通信的本地數(shù)據處理(如離線傳感器數(shù)據計算)。
輕度睡眠(Light Sleep):CPU 暫停運行,外設可保持工作,可通過定時器、GPIO 中斷喚醒,功耗約 0.8-10mA,適合周期性任務(如每 10 秒采集一次傳感器數(shù)據)。
深度睡眠(Deep Sleep):CPU 和大部分外設關閉,僅保留 RTC(實時時鐘)和喚醒電路,可通過定時器、觸摸傳感器、ULP 協(xié)處理器喚醒,功耗約 5-50μA,適合長時間待機的場景(如每小時上傳一次數(shù)據)。
休眠模式(Hibernation):僅保留最低限度的電路,喚醒源僅限外部 RTC 或 GPIO,功耗低至 2.5μA,適合超長時間待機(如電池壽命要求 1 年以上的設備)。
低功耗策略與實現(xiàn)
實際應用中,通過以下策略優(yōu)化功耗:
動態(tài)調整工作模式:根據任務需求切換模式 —— 例如,傳感器節(jié)點在采集數(shù)據時進入活躍模式,發(fā)送數(shù)據時開啟 Wi-Fi,完成后立即進入深度睡眠,僅通過 RTC 定時器定時喚醒。
ULP 協(xié)處理器任務卸載:將低頻率任務(如每秒鐘讀取一次溫度)交給 ULP 協(xié)處理器,主核始終處于深度睡眠,僅當 ULP 檢測到異常(如溫度超過閾值)時才喚醒主核,可將平均功耗降至 10μA 以下。
外設電源管理:關閉不使用的外設電源(如未連接顯示屏時關閉 SPI 控制器電源),通過 GPIO 矩陣切斷閑置引腳的電流通路,減少漏電流。
無線通信優(yōu)化:Wi-Fi 采用節(jié)能模式(如 DTIM 間隔設置為 3),減少信標幀監(jiān)聽頻率;BLE 采用間歇廣播(如每 100ms 廣播一次,每次 1ms),降低射頻模塊的工作時間。
通過這些措施,采用兩節(jié) AA 電池(3V,2000mAh)供電的 ESP32 傳感器節(jié)點,在每天發(fā)送 100 次數(shù)據的場景下,續(xù)航時間可達 6-12 個月,滿足大多數(shù)物聯(lián)網應用的需求。





