如何选择支持网络唤醒且长期电池供电的低功耗单片机

来源于小伙伴提问。

先梳理一下需求啊。要求有三点：

1、低功耗

电池供电设备要求 MCU 在待机模式下消耗极低的电流（一般 µA 或更低）。

长期供电的目标（6 个月以上）意味着电流消耗应尽可能小。

2、网络唤醒功能

需要支持通过网络（Wi-Fi、BLE、LoRa 等）或近距离通信（NFC、RFID）唤醒，适用于远程控制或本地触发的场景。

网络通信模块的功耗需被严格管理，并能快速切换至超低功耗状态。

3、应用场景环境

设备可能以干电池、纽扣电池或锂电池供电，电压范围要求 MCU 支持广泛的输入范围。

考虑尺寸约束、开发生态支持，以及通信协议栈是否友好。

总结了一下，适合场景的方案推荐：

1. Wi-Fi 支持的低功耗 MCU

Wi-Fi 是网络连接中较为普遍的技术，适合通过路由器唤醒设备。

以下是几款适用的 MCU：

ESP32 系列（Espressif Systems）

特点：

• 支持 Wi-Fi 和 BLE 双模通信，内置 TCP/IP 协议栈。
• 提供深度睡眠模式，功耗可降至 5 µA（RTC 计时运行）。
• 灵活性高，适合开发支持云平台和本地连接的家用设备。

注意事项：即使在深度睡眠中，Wi-Fi 唤醒也相对高功耗，因此需结合周期性唤醒策略或 BLE 近距离唤醒。

STM32WL 系列（STMicroelectronics）

特点：

• 集成 LoRa 通信，可用于超低功耗的远程网络唤醒。
• 支持多种低功耗模式，待机电流低至 500 nA。
• 适合远距离小数据量传输应用场景，如智能遥控器。

2. BLE（蓝牙低功耗）支持的 MCU BLE 通信非常适合短距离网络唤醒，且功耗比 Wi-Fi 更低。 nRF52 系列（Nordic Semiconductor）

特点：

• 专注于 BLE，支持低功耗无线通信，待机功耗仅 0.3 µA（带 RTC）。
• BLE 广播功耗较低（约 10 µA），适合定期监听网络信号以实现唤醒。
• 强大的生态支持，包括 Zephyr RTOS 和 Nordic SDK。

使用场景：可被智能手机等 BLE 设备唤醒，适合桌面摆件等短距离应用。

TI CC2640R2F（Texas Instruments）

特点：

• 支持 BLE 和多协议通信，待机功耗仅 0.7 µA。
• 具有感应唤醒模式，可通过近距离 BLE 信号触发设备启动。
• 优势在于超低功耗模式下仍保持时钟计时功能。

3. NFC 和 RFID 支持的 MCU 如果设备是通过近距离唤醒，可以使用支持 NFC 的 MCU，这种方式无需设备持续保持网络监听状态，从而极大降低待机功耗。

PN7462 系列（NXP Semiconductors）

特点：

• 支持多协议 NFC 通信，可通过 NFC 设备近距离感应供电和唤醒。
• 在无源 NFC 模式下，功耗可忽略，适合墙壁挂件等场景。
• 内置 Cortex-M0 核心，支持灵活编程。

STM32L 系列（带 NFC 支持）

特点：

• 低功耗 ARM Cortex-M 系列，待机功耗可低至 nA 级别。
• 支持外部 NFC 控制器模块，与标准通信接口兼容。

4. LoRa 支持的 MCU 对于超远距离的家用设备，LoRa 提供更低功耗和更远通信范围。

RAK3172 模块（基于 STM32WL）

特点：

• 支持超低功耗的 LoRa 通信，适合户外或室内分布式设备。
• 在深度睡眠模式下功耗仅 1.5 µA，适合长期电池供电的物联网节点。

5. 超低功耗通用 MCU MSP430 系列（Texas Instruments） 特点：

• 超低功耗 MCU，深度睡眠模式功耗低至 0.1 µA。
• 可外接无线模块实现网络唤醒功能，灵活性高。
• 适合需要长期待机、间歇性网络通信的应用。