Raspberry Pi GPS / GSM跟踪器的功耗降低

我最近为大学项目构建了带有Pi Zero的全功能IoT GPS / GSM跟踪器，现在它已经完成并完成了，我想将整个系统的电流消耗降至最低，因为两节2500mAh电池只能为其供电。最多持续一到两天。但是，我对这些设备还是陌生的，并且希望获得有关硬件更改和技术方面的帮助。

我的目标：一种能够运行python脚本的设备，该设备具有最小的外形尺寸（尤其是高度），并且功耗最低。

我当前的设置使用：

• 树莓派零
• Adafruit Fona 808 GPS和GSM
• Adafruit LSM303加速度计和磁力计

我了解功耗Arduino和MSP430的功耗，但我不知道是否可以使用这些微控制器来完成我需要的工作。

我的问题是：

1. 从Raspberry Pi到更多的裸板，学习曲线有多陡峭？
2. 这些其他板卡是否可以同时运行GSM / GPS /加速度计？
3. 是否有其他模块提供相同的功能却消耗更少的功率？（我找不到这些模块的特定电源号）
4. 例如，我当前的模块是否可以与MSP430一起使用？
5. 有什么建议/意见吗？

我假设设备上的处理要求接近零。听起来您正在使用一些加速输入来确定唤醒GSM设备的频率。

理想情况下，您希望可以从加速度计触发的MCU从睡眠中唤醒，然后确定何时发送位置ping。任何基于微python的设备都应该是一个很好的起点。

作为一个小板功耗的示例，当显示器关闭（以16 MHz运行，并且在板载加速度计/ 毫安计供电的情况下）时，BBC微比特似乎使用了几毫安。

Micropython支持'sleep'，但是这将取决于目标平台为您节省多少电量。实际上，对于这种类型的应用程序，C ++嵌入式操作系统将不再难于编写代码，并具有更大的灵活性以节省更多功率。

计算功率消耗的第一步是确定不同的模式，并为每个任务分配能源成本。这使您可以将GPS / GSM消息成本与基准每日空闲功率进行比较（不做任何工作）。然后，您可以查看每个组件上的可用节省量。如果您的GSM模块一天仅活动几分钟，那么它的功耗可能就很小。

以我的经验，GSM和GPS模块比处理器消耗的功率要多得多。这是可以预期的，因为它们都包含大量的RF电路，并且GSM模块需要进行发送和接收。

第一步是重新配置您的原型，以便您可以监视每个零件消耗的功率。一旦确定了特性，就可能需要实施电源控制电路，以便仅在需要时才打开GPS和GSM模块。您可以承受的时间越长，电池寿命就越长。

GSM和GPS协议的问题之一是，如果设备在相当长的一段时间内处于关闭状态，则重建连接将花费更长的时间，这将增加首次修复GPS和数据电路可用性的时间。 GSM。

使用MicroPython，您可能可以从使用中的Pi Zero切换到其他平台。官方的PyBoard是STM32F405RG，虽然足够好，但也支持低功耗STM32L4系列。

当前，您正在以1 GHz的速度运行Pi Zero，以使用UART和I2C外设连接SIM808和LSM303。Pi 在空闲状态下消耗约80 mA电流，而不是在空闲状态下。

如果可以降低CPU时钟频率，那么也可以降低功耗。对于此任务，几个MHz就足够了。

因此，您可以更改为PyBoard，该PyBoard在运行模式下所有外围设备均处于打开状态，在10 MHz下仅消耗几个mA。

停机模式下的电流仅为0.4 mA，待机模式下的电流为2.4 uA。

可能需要将脚本移植到MicroPython，但这比将脚本移植到C容易。