什么是低功耗？

我们先来界定一下何为低功耗：

平均工作电流 uA 级
峰值电流不超过 15mA
采用纽扣电池供电，电池寿命可达数年

在很多低功耗应用场景中，是采用纽扣电池(CoinCell)来供电的，采用纽扣电池来供电是低功耗蓝牙设计的主要目标，而纽扣电池的使用通常有较为严苛的限制条件。

典型的 CR2032 纽扣电池的容量通常为 210 mAh~230 mAh，依据品牌等有所差异，在使用中需要注意的是，其可用能量并不能完全的转化，还受到温度的影响。通常情况下，在零度时仅能提供室温下能量的约 80%。此外电池自身的自放电特性也需要予以考虑，常温下储存，每年容量损失小于 2%。这些因素在计算工作时间时需要予以考虑。

CR2032 纽扣电池可提供的最大峰值一般不超过 15mA，因此衡量产品设计是否满足低功耗的要求通常以峰值电流不超过 15mA 作为标准。

低功耗蓝牙如何实现低功耗？

和传统蓝牙技术相比，低功耗蓝牙技术功耗方面的降低主要得益于以下几个方面的改变：

1. 待机功耗的减少

传统蓝牙设备的待机耗电量大一直是为人所诟病的缺陷之一，这与传统蓝牙技术采用 16～32 个频道进行广播不无关系，而低功耗蓝牙仅使用 3 个广播通道，且每次广播时射频的开启时间也由 22.5 ms 减少到 0.6～1.2 ms，这两个规范上的改变显然大大降低了广播数据导致的功耗。

此外低功耗蓝牙设计了用深度睡眠状态来替换传统蓝牙的空闲状态，因此这样的设计也节省了最多的能源。

在深度睡眠状态下，协议也针对此通讯模式进行了优化，数据发送间隔时间也增加到 0.5～4 s，传感器类应用程序发送的数据量较平常要少很多，而且所有连接均采用先进的嗅探性 (Sniff-Subrating)功能模式，因此此时的射频能耗几乎可以忽略不计，综合以上因素，低功耗蓝牙的待机功耗较传统蓝牙大大减少。

2. 快速连接的实现

低功耗蓝牙的机制和理念在于连接是瞬态实现的，需要发送命令或传送状态时，可以极快的建立连接，完成后迅速断开连接。

通过连接机制的改善，低功耗蓝牙下的设备连接建立过程已可控制在 3 ms 内完成，几乎瞬间即可完成，并以数毫秒的传输速度完成经认可的数据传递后并立即关闭连结。而传统蓝牙协议下，即使只是建立链路层连接都需要花费100 ms，建立 L2CAP (逻辑链路控制与适应协议)层的连接建立时间则更长，通常需要几秒钟的时间。

快速连接对于许多低功耗设备而言是一个极大的福音，可以显著大幅度降低功耗，并大大降低低功耗产品开发的门槛。甚至于在一些特定的应用场景，可以无需电池供电，而采用能量回收的方式提供能量。（能量回收是近年来出现的为低功耗设备提供供电的方式，包括光能，机械能，以及温差等）。

按照传统蓝牙协议规范，若某一蓝牙设备正在进行广播，则它不会响应当前正在进行的设备扫描。低功耗蓝牙协议规范允许正在进行广播的设备连接到正在扫描的设备上，这就有效避免了重复扫描。