第11章 休眠与低功耗
本章目标
理解 Zigbee 低功耗的核心机制（终端休眠、父节点缓存），并明确 ns-3 的能力边界——功耗数字只能估算，真实验证要靠 CC2530 实测。
11.1 低功耗从哪来
- 终端设备（ZE）可休眠：不通信时进入低功耗状态，电流从 mA 级降到 µA 级；
- 路由器/协调器必须常电：因为它们随时要转发，不能睡；
- 父节点缓存：终端睡着时，发给它的数据由父节点暂存，醒来再取。
类比
终端=上班睡觉的「夜班员工」，父节点=「传达室大爷」：消息先放传达室，员工醒了来取。
11.2 三种功耗状态（CC2530 实测概念）
| 模式 | 电流 | 用途 |
|---|---|---|
| 主动模式 | ~26 mA | 收发数据 |
| PM2（空闲/挂起定时器） | ~0.5 µA | 周期休眠（最常用） |
| PM3（深度休眠） | ~0.4 µA | 外部唤醒 |
11.3 ns-3 能仿真什么、不能仿真什么
| 能力 | ns-3 支持？ | 说明 |
|---|---|---|
| 终端休眠/不参与转发（行为） | ✅ | 可设置 ENDDEVICE，体现「不转发、只挂父节点」 |
| 父节点缓存机制 | ✅ | 模块有 pending 队列概念 |
| 电流/功耗数值 | ❌ | ns-3 不建模射频电流，需数据手册+实测 |
| 电池寿命估算 | ⚠️ | 可离线按「唤醒周期×电流」粗算 |
| 真实 PM2/PM3 切换 | ❌ | 属芯片寄存器行为，需真机 |
边界声明
本章功耗数字（mA/µA 级）来自 CC2530 数据手册，不是 ns-3 输出；ns-3 只负责验证「休眠终端不转发、由父节点代收」的网络行为。
11.4 设计建议（仿真+真机结合）
- 先用 ns-3 验证「终端休眠后数据是否由父节点缓存、唤醒后是否取到」；
- 功耗预算用公式估算：
平均电流 ≈ 唤醒电流×占空比 + 休眠电流×(1-占空比)； - 关键节点（如门磁、烟感）用 CC2530 实测电流，换算电池寿命。