降低能耗和优化功率管理功能是物联网(IoT)开发人员关注的主要问题，但他们面临的挑战可能会形态各异。在可穿戴设备中，设计目标可能是把电池续航时间从几天延长到几周。对位置接触困难的传感器节点来说，目标则可能是把电池续航时间延长到几十年。
不管最终设计目标是什么，测试测量在确定设计修改或元器件选型是延长电池续航时间还是相反的过程中发挥着关键作用。尽管物联网设备使用的元器件正在稳步改进，其能够使用非常低的功率运行，但准确描述每个元件的能耗以及系统级的整体运行状况，对有效地利用可用能源仍具有至关重要的意义。
典型的物联网设备至少有一个传感器、一个处理器和一个无线电芯片，无线电芯片在不同的状态下工作，在几十纳秒中消耗从几百纳安到几百毫安的电流(图1)。表征低功耗设备不是一件小事，它可以保证设备一直位于约定的功率预算内。我们面临的挑战包括：准确地捕获很宽的电流动态范围，在测量期间捕获复杂快速的发送模式电流波形，以及确保为被测器件提供稳定准确的功率等。
图1 无线电芯片不同工作状态下电流状况
Microprocessor, Microcontroller (34 uW): 微处理器、微控制器(34 uW)
Antenna: 天线
Sensor (14 uW): 传感器(14 uW)
Power management (20uW): 功率管理(20uW)
Radio (12 uW): 无线电(12 uW)
Power budget: 80 uW: 功率预算：80 uW
Power source: 电源
Battery life: 6 months: 电源续航时间：6个月
1宽电流范围
对物联网应用，设备必须能够在不同的工作状态下高效运行，从深度睡眠到轻度使用，再到多任务处理以及密集处理。根据与不同的工作状态有关的模式数量，耗电量会立即从几百纳安跃升到几百毫安。
传统仪器可能会满足低端需求(如皮安表)或高端需求(如电流探头)，但其一般不能涵盖整个电流范围。重新配置仪器设置，甚至测试设置不仅容易出错，而且在实践中并不可行。
对大多数物联网应用来说，处理这么宽的动态范围，最好的方法是使用数字万用表(DMM)的自动量程功能。在理想情况下，最好能使用单一的配置设置，捕获很宽的电压和电流动态测量范围 (图2)。
图2 使用数字万用表单一配置捕获电压及电流动态测量范围
2深度睡眠电流
在许多物联网应用中，设备或传感器节点可能会在峰值活动周期之间有几个小时、几天，甚至几周保持空闲。视具体使用模式，降低睡眠模式功耗可以显著延长电池的整体使用寿命。
