LoRa空中唤醒的功耗特性受多种因素影响，具体数值因模块型号、配置参数及使用场景不同而有所差异。以下是综合分析：
一、LoRa空中唤醒的典型功耗范围
1.基础功耗范围
定时休眠模式：部分模块(如S-LR100)在定时休眠状态下的空中唤醒功耗可低至3.0μA，深度休眠功耗可降至1.5μA。
CAD模式下的平均功耗：通过合理配置扩频因子(SF)和带宽(BW)，结合CAD(信道活动检测)模式，平均功耗可降至7.2μA(包括睡眠功耗1.2μA)。
典型应用案例：
阀门控制器在启动空中唤醒后(2秒唤醒一次)，平均待机功耗为35-40μA。
XK-LR100-20模块在省电模式下(唤醒周期5000ms，无线速率21875bps)，平均功耗最低为12.4μA。
2.学术研究中的对比数据
传统CAD机制：运行功耗范围21.45-34.65mW(约对应6.5-10.5mA@3.3V)，但灵敏度较高(-148dBm)。
新型唤醒接收机：如基于模拟扩频信号处理的机制，功耗可降至137μW(约41.5μA@3.3V)，灵敏度-136dBm。
二、影响功耗的关键参数
1.扩频因子（SF）与带宽（BW）
SF增大：延长前导码检测时间，但降低通信速率，可能增加功耗。例如，SF=12时检测时间显著长于SF=7.需权衡灵敏度与能耗。
BW缩小：提高信号灵敏度但延长符号周期，可能增加接收窗口时间，导致功耗上升。
2.唤醒周期与侦听窗口
唤醒周期：唤醒间隔越长，平均功耗越低。例如，XK-LR100-20模块将唤醒周期从1秒延长至5秒，功耗从93μA降至12.4μA。
侦听窗口时长：模块每次唤醒后的侦听时间(如7ms)直接影响功耗。计算公式为：
平均功耗=接收电流×侦听时间+睡眠电流×睡眠时间总周期时间平均功耗=总周期时间接收电流×侦听时间+睡眠电流×睡眠时间
例如，接收电流13mA、睡眠电流2μA、周期1秒、侦听窗口7ms时，平均功耗为93μA。
3.前导码配置
前导码长度：需大于接收端睡眠时间，以确保唤醒成功。过长会增加发送端功耗，但接收端可通过CAD快速检测，减少无效接收时间。
三、低功耗优化策略
1.硬件选择
采用支持深度休眠的模块(如F8L10S，定时唤醒功耗<3.0μA)。
选择灵敏度高的模块(如LM400TU，灵敏度-148dBm)，减少重传次数。
2.参数调优
缩短前导码：在满足唤醒需求的前提下，通过寄存器配置减少前导码长度(如6-65535可调)。
动态调整速率：高无线速率(如21875bps)可缩短数据包传输时间，降低整体功耗。
3.协议优化
采用LoRaWAN的ADR(自适应数据速率)机制，动态平衡速率与功耗。
结合星型或Mesh组网，减少节点唤醒频率。
四、典型模块功耗对比
| 模块型号 | 工作模式 | 功耗范围 |
|---|---|---|
| S-LR100 | 定时休眠（空中唤醒） | 3.0μA |
| XK-LR100-20 | 省电模式 | 12.4-93μA |
| F8L10S-N | 定时唤醒 | <3.0μA |
| 阀门控制器节点 | 空中唤醒模式 | 35-40μA |
| 传统CAD机制 | 接收模式 | 21.45-34.65mW |
五、总结
LoRa空中唤醒的功耗通常在3μA至40μA之间，具体取决于模块设计和配置。通过优化扩频因子、带宽、唤醒周期等参数，可进一步降低功耗。实际应用中需根据场景需求权衡灵敏度、速率与能耗，并参考具体模块手册进行实测调优。
