嵌入式 Linux 系列 20：功耗、休眠和电源稳定性

有些嵌入式设备常年插电，有些依赖电池，有些工作在不稳定供电环境里。功耗和电源稳定性不仅是硬件问题，软件启动、外设管理、日志写入、网络重连也会影响功耗和可靠性。

一、先明确功耗目标

不同设备目标不同：

• 网关：稳定性优先。
• 传感器：低功耗优先。
• 摄像头：性能和功耗平衡。
• 工业控制：抗断电和自恢复优先。

没有目标就无法优化。

二、CPU 频率

查看：

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq

常见 governor：

performance
ondemand
powersave
schedutil

低功耗设备不一定适合一直 performance。

三、外设电源管理

外设不用时要关闭：

• Wi-Fi。
• 蓝牙。
• 摄像头。
• 传感器。
• 显示屏。
• 蜂窝模块。

注意关闭顺序和恢复顺序。有些模块需要复位脚、电源使能脚、时钟配合。

四、休眠和唤醒

Linux 常见状态：

cat /sys/power/state

可能输出：

freeze mem disk

进入 suspend：

echo mem > /sys/power/state

唤醒源可能是：

• GPIO。
• RTC。
• 网络。
• 按键。
• 外部中断。

休眠调试要看 dmesg，确认哪个设备阻止了休眠或导致唤醒失败。

五、电源异常和数据保护

不稳定供电会带来：

• 文件系统损坏。
• 配置写一半。
• OTA 中断。
• RTC 异常。
• 外设状态异常。

软件侧要做：

• 配置原子写。
• OTA 双分区。
• 启动自检。
• 日志限流。
• watchdog 恢复。

电源问题不能只靠硬件兜底。

六、功耗测试

至少测：

• 开机峰值电流。
• 空闲电流。
• 网络连接电流。
• MQTT 重连电流。
• 外设工作电流。
• 休眠电流。
• 唤醒耗时。

软件每加一个常驻服务，都要关注它是否增加唤醒和 CPU 占用。

七、总结

功耗优化不是简单关几个模块。它需要硬件、电源、内核、驱动、业务服务一起配合。对产品来说，功耗、稳定性和可维护性要一起设计。