网站导航一定要一样吗,网站设计模版免费下载,网络优化公司,服装公司网站模版NB-IoT模组的应用场景一般具备低频次、小数据量、上行为主、工作时间短#xff08;激活态时间短#xff09;等特点。因此#xff0c;休眠态的功耗是NB-IoT模组产品综合耗电的重点考量参数之一。中移物联OneMO超低功耗NB-IoT模组MN316#xff0c;凭借其紧凑的尺寸、极低的休…NB-IoT模组的应用场景一般具备低频次、小数据量、上行为主、工作时间短激活态时间短等特点。因此休眠态的功耗是NB-IoT模组产品综合耗电的重点考量参数之一。中移物联OneMO超低功耗NB-IoT模组MN316凭借其紧凑的尺寸、极低的休眠功耗、超高的灵敏度和超高性价比广泛应用于智能抄表、智慧城市、智能家居、智能穿戴、智慧农业等多种行业应用场景。 MN316的基本特点如下 全网通支持Band3/Band5/Band8频段支持接入移动、电信、联通三家运营商NB-IoT网络 小尺寸尺寸仅为16mm×18mm×2.2mm能最大限度满足终端设备对小尺寸模块产品的需求 超低功耗PSM状态下功耗1uA以内相比其他NB-IoT模组PSM功耗优势明显 支持内置eSIM卡MN316支持内置2*2mm贴片M2M芯片将SIM卡焊接在模组内部可降低产品尺寸、免去SIM卡外围电路进一步降低用户产品尺寸和成本的同时可有效增加SIM卡安全性 支持主流云平台内嵌OneNET、华为云、电信云、阿里云、腾讯云等主流物联网平台协议真正实现无缝对接快速开发 LCC封装采用更易于焊接的LCC封装可通过标准SMT设备实现模块的快速生产 FreeRTOS系统内置FreeRTOS轻量级开源物联网操作系统物联网终端开发更简单、互联更容易、业务更智能、体验更顺畅、数据更安全。 一、测试准备工作 MN316在性能上最大的特点是休眠状态下的超低功耗本文将对MN316在现网中的实际功耗进行深度分析测试。测试所用的分析设备是Keysight(原Agilent)高精度电源分析仪N6705。 为保证测试数据的准确性测试时采用飞线方式将接口直接引出避免外围电路有其他耗流器件影响测试结果。测试时引出的接口包括电源、SIM卡、天线、UART0和DBG口如图1所示。 图1 测试时MN316外围接口 图2 NB-IoT模组各状态之间的关系 图3 各运行状态工作示意图 NB-IoT模组常规情况下分为Connected(激活态)、IDLE(空闲态)、PSM(休眠态)三种状态每个状态都有其特定作用如图2所示。由于各状态的功耗差异较大如图3所示因此分析模组耗能时需要对这几种情况分别讨论。下面分别在驻网、激活态做业务、IDLE态待机、PSM态休眠节电4种场景测试MN316的功耗。 二、功耗测试过程 1.1驻网状态功耗测试 模组在驻网阶段会有密集的数据收发驻网时长、功耗与用户产品所在地的网络环境密切相关主要影响因素包括终端接收到的基站信号强度、信号质量、用户设备密集度等。 图4 现网下CSQ为31时MN316驻网测试情况 图5 现网下CSQ值为12时MN316驻网测试情况 从实测结果看模组接收到的信号强度不同对能耗影响较大主要影响以下几个参数 峰值电流不同信号强度对模组驻网总耗能、峰值电流影响很大尤其是峰值电流从图4和图5可以看出CSQ值从31降到12时峰值电流将由88.07mA增加至270.36mA当设备无法驻网时峰值电流将进一步增加如图6测试结果所示。因此在设计产品时模组的供电能力设计应遵循硬件设计手册MN316的供电电流应超过500mA。 图6 现网下MN316模组无法驻网测试情况 驻网时间从图4和图5的测试结果看两者驻网时间分别为1.34秒和3.82秒在实际应用中网络环境复杂驻网时间差异更大。因此在设计产品时驻网阶段的预留时间要充足如果条件允许建议最大等待时间设置为300秒以上并配合清频操作具体可参考各模组的搜网说明文档。 驻网耗能当信号强度下降造成的峰值电流增加和驻网时间增长直接结果就是驻网耗能的增加从本次测试结果看CSQ值从31降低到12时耗能从55uWh增加到259uWh增加了将近5倍。 1.2数据收发状态功耗测试 用户产品做业务时处于激活态与模组驻网时一样模组在激活态时的功耗受用户产品所在地的网络环境影响同时也与用户产品的收发数据量和频次有关。 图7 现网下CSQ为31时MN316模组ping包测试情况 图8 现网下CSQ为15时MN316模组ping包测试情况 对比图7和图8可以看出在不同信号环境下ping 100个数据包其峰值功耗、用时、耗能值差异很大信号变差时还有可能导致丢包。其中CSQ从31降为15时峰值电流从88mA增加至413mA能耗从1.86mWh增加至5.7mWh。 1.3待机状态功耗测试 用户产品在空闲态的功耗主要受所在地的网络环境影响。 图9 现网下CSQ为31时MN316模组IDLE态测试情况 图10 现网下CSQ为14时MN316模组IDLE态测试情况 从测试结果看不同的信号强度对功耗IDLE态的平均电流和峰值电流影响显著从图9和图10看当信号强度CSQ从31降至14时平均耗流从0.8mA增加至1.04mA因此待机时的功耗也是不定值。 1.4 PSM休眠状态功耗测试 图11 MN316在PSM状态下的测试情况 MN316在PSM状态下的平均耗流可降至1uA以下图中测试结果为951nA相比其他NB-IoT模组一般为2uA左右功耗优势明显。 图12 MN316 PSM状态l连接OneNET平台方式确认 图13 MN316 PSM状态log方式确认 为了证明模组此时是处于PSM态而非关机状态利用模组连接OneNET平台和抓取log两种方式进行验证测试对接OneNET平台时模组从PSM态唤醒可直接发送数据而无需发起登录流程通过底层log查看从PSM状态唤醒后也未进行驻网的Attach流程说明模组确实是进入了PSM态而非关机状态。 通过上述测试过程发现模组驻网时长和工作能耗会受到实际使用环境等多种因素影响如用户使用的是电池供电需要评估耗电量并选择合适的电池容量。同时用户需在产品开发完成后在设备部署地进行多台设备、多批次、长时间的实际测量并留足余量。 三、测试结论 经过上述高精度电源分析仪对MN316全场景功耗的深度测试可以得出如下结论 (1)在驻网状态、数据收发状态及待机状态下的功耗与市面上NB-IoT模组性能一致 (2)在PSM状态下平均功耗0.95uAPSM状态功耗极低。 四、物联网终端产品设计建议 通过对测试过程中的经验分析发现在基于NB-IoT模组做物联网终端设计时需要注意以下几点 1不同信号强度对模组驻网、待机、做业务的功耗影响较大用户在评估模组耗能时建议做实地测试 2在设计产品时要充分对整机射频性能进行设计和优化以便最大限度提升模组接收信号能力降低产品功耗 3用户设备的供电电流设计要按照模组硬件设计手册中的规定来设计且需留足余量 4用户设备在设计驻网程序时需要为模组驻网留足时间建议预留300s以上并配合清频设计 5MN316模组在PSM态耗流可低至1uA以下非常适合对功耗要求高的业务场景 6用户可以利用MN316的PSM状态功耗非常低的特点在设计产品时尽量减少激活态、IDLE态的时长不做业务时尽量让模组处于PSM态。