S2LP Sniff 模式深度应用：异步通讯与低功耗的双重实现

在无线通信场景中，接收端常依赖电池供电，需极致低功耗；而发送端可能随时发起异步数据传输，要求接收端及时响应不丢包。意法半导体 S2LP 芯片的 Sniff 模式，正是为解决这一矛盾而生 —— 既支持异步通讯的实时性，又能通过周期性唤醒接收、快速休眠的机制降低功耗。本文基于 ST 官方 LAT1283 应用笔记（Rev 1.0），从模式原理、场景适配、实操配置到验证结果，系统拆解 Sniff 模式的应用方案，助力工程师快速落地低功耗异步通讯需求。

1. 核心背景：场景与模式选型

1.1 预设应用场景

• 发送端：常供电，满足触发条件后（如警报检测），以 2-FSK 调制方式连续发送 10 秒数据包（中心频点 868MHz，数据率 38.4Ksps）；
• 数据包结构：前导码 576bit（时长 15ms）+ 同步字 4 字节（32bit，时长 0.83ms）+ 用户数据 25 字节（200bit）+ CRC 校验 1 字节（8bit），完整数据包时长 21.25ms；
• 接收端：电池供电，需每 8 秒唤醒一次，仅维持 100ms 接收窗口，其余时间休眠，且确保不遗漏接收窗口内的有效数据包。

1.2 模式对比：LDC vs Sniff

2. Sniff 模式工作原理：低功耗与实时性的平衡逻辑

1. 休眠与周期性唤醒：接收端默认处于低功耗睡眠状态，由唤醒定时器（Wakeup Timer）按设定周期触发唤醒；
2. FastRX 窗口检测：唤醒后开启极短的 FastRX 接收窗口，仅检测信号强度（RSSI 值）；
3. 信号判断与分支处理：
   • 若 RSSI 值低于阈值：无有效数据包，FastRX 窗口结束后立即休眠，维持低功耗；
   • 若 RSSI 值高于阈值：检测到潜在数据包，启动接收超时定时器（RX Timeout），延长接收状态；
4. 数据包接收验证：
   • 接收超时期间检测到有效同步字：停止超时定时器，持续接收至完整数据包，完成后休眠；
   • 接收超时期间未检测到有效同步字：超时后立即休眠，避免无效功耗。

3. 实操方案：基于 SDK 的 Sniff 模式配置

3.1 核心配置逻辑

• 控制接收端 “8 秒休眠 + 100ms 接收窗口” 的周期性切换；
• 确保唤醒定时器周期、RX 超时时间匹配数据包参数，避免丢包。

3.2 代码修改：SysTickUserAction 函数

void SysTickUserAction(uint32_t counter) {
  static uint32_t sleep_cnt = 0;
  static uint32_t rx_window_cnt = 0;
  static uint8_t rx_window_en = 0;

  // 8秒周期计时（假设SysTick中断周期为1ms，计数8000次触发）
  if (sleep_cnt++ >= 8000) {
    sleep_cnt = 0;
    rx_window_en = 1; // 开启100ms接收窗口
    rx_window_cnt = 0;
    S2LPTimerLdcrMode(S_ENABLE); // 使能Sniff模式
  }

  // 100ms接收窗口计时
  if (rx_window_en) {
    if (rx_window_cnt++ >= 100) {
      rx_window_en = 0;
      S2LPTimerLdcrMode(S_DISABLE); // 关闭Sniff模式
      S2LPCmdStrobeSleep(); // 进入低功耗睡眠
    }
  }
}

3.3 关键参数配置要点

• 唤醒定时器周期：必须小于数据包前导码时长（15ms），确保在数据包发送初期就能检测到信号。示例中配置为 12.9ms，100ms 接收窗口内可容纳 7 个 FastRX 窗口；
• RX 超时时间：需≥前导码时长 + 同步字时长（15.83ms），确保有足够时间检测同步字，同时尽量取最小值以降低功耗；
• 模式控制接口：通过S2LPTimerLdcrMode(S_ENABLE/S_DISABLE)直接开关 Sniff 模式，配合S2LPCmdStrobeSleep()控制休眠，接口简洁无需复杂配置。

4. 验证方案与结果：功能与功耗双重确认

4.1 测试平台搭建

• 硬件：两套 “NUCLEO-L053R8+X-NUCLEO-S2868A1” 开发板（分别作为发送端 DevA、接收端 DevB），搭配 X-NUCLEO-LPM01A 功耗测试板；
• 软件：接收端运行修改后的SDK_Sniff_B项目，发送端运行 SDK 默认S2LP_CLI_Project项目，通过 ST 官方 GUI 工具配置发包参数。

4.2 两大核心验证

（1）低功耗周期验证

• 上电初始化后，Sniff 模式使能，首个 8 秒周期内维持 Sniff 工作状态；
• 后续每 8 秒触发 100ms 接收窗口（期间维持 Sniff 模式，包含 7 个 FastRX 窗口）；
• 100ms 接收窗口结束后，立即进入低功耗模式，功耗显著降低。

（2）数据包收发验证

• 每次发送端启动发包后，接收端均能稳定接收至少 1 个有效数据包；
• 无漏包、错包现象，证明 Sniff 模式的信号检测与接收延长逻辑有效。

5. Sniff 模式的应用价值与扩展

1. 适配场景：专为发送端随机发包的异步通讯设计，尤其适合电池供电的接收端（如无线传感器、警报接收设备）；
2. 关键优势：无需发送端与接收端同步约定，仅通过接收端自主检测实现低功耗与实时性的平衡，配置简单、灵活性高；
3. 优化方向：通过调整唤醒定时器周期（需＜前导码时长）、RX 超时时间（需≥前导码 + 同步字时长）、RSSI 阈值，可进一步适配不同数据包参数与功耗需求；
4. 实操便捷性：基于 ST 官方 SDK 的SDK_Sniff_B项目，仅需修改定时逻辑即可落地，无需重构底层驱动。