一,模组的低功耗特性概述
二、三种不同的功耗模式
1, 三种功耗模式的简捷定义
模组有三种功耗模式, 分别是: 常规模式,低功耗模式,PSM+模式,定义如下:
- 1)常规模式;网络在线状态,随时响应服务器命令,CPU满频运行,外设功能全部可用,比如,所有GPIO电平都可以控制;
- 2)低功耗模式;网络在线状态,随时响应服务器命令,CPU降频运行,外设功能部分可用,比如,仅有AGPIO可以保持电平;
- 3)PSM+模式;网络离线状态,无法响应服务器命令,CPU降频运行,外设功能部分可用,比如,仅有AGPIO可以保持电平;
2,三种功耗模式的细节差异
三种功耗模式的不同特性说明参见下表:
| 常规模式 | 低功耗模式 | PSM+ 模式 | |
|---|---|---|---|
| 4G在线状态 | 在线,长连接 | 在线,长连接 | 离线,飞行模式 |
| CPU主频 | 满频 | 降频 | 降频 |
| 定时器唤醒 | 支持 | 支持 | 支持 |
| 中断唤醒 | 支持 | 支持 | 支持 |
| 服务器4G唤醒 | 支持,1秒内 | 支持,1秒内 | 不支持 |
| 串口唤醒 | 支持 | 支持,唤醒时串口波特率要用9600 | 支持,唤醒时串口波特率要用9600 |
| 上行发送 | 1秒内响应 | 1秒内响应 | 3秒内响应 |
| VEXT电源输出状态 | 保持输出 | 不能保持输出,也不能保持关闭,间歇性输出状态 | 不能保持输出,也不能保持关闭,间歇性输出状态 |
| 所有GPIO管脚是否可以控制输出电平 | 可以 | 不可以 | 不可以 |
| 常规GPIO管脚是否可以保持电平 | 可以 | 不可以 | 不可以 |
| 特殊AGPIO管脚是否可以保持电平 | 可以 | 可以 | 可以 |
| RAM供电及唤醒后软件运行状态 | RAM供电,正常工作,满血状态 | RAM供电,唤醒后保持原状态运行 | RAM掉电,唤醒后程序从初始状态运行(PSM+状态前运行数据丢失) |
| 典型功耗表现 | 较低,4.5mA,17毫瓦 | 均衡,1 mA, 4 毫瓦 | 极低,3uA,11微瓦 |
3,关于低功耗模式对 GPIO 影响的说明
4,如何进入低功耗模式,以及功耗模式与看门狗的关系
1. 4G Cat.1模组,共有三个工作模式,分别是:
2. 常规模式比较好理解,就是正常的工作模式,3.8V供电情况下,实网环境下平均电流大概4.5mA;
3. 低功耗模式下,26M时钟关闭,内部32K工作,看门狗继续工作,3.8V供电情况下,实网环境下平均电流大概1mA-2mA;
4. PSM+模式下,26M时钟关闭,内部32K工作,3.8V供电情况下,实网环境下平均电流大概3uA-12uA;
5. deeptimer相关API函数及系统消息:
6. 进入 低功耗模式 的API函数有两个:
7. 进入PSM+模式的API函数有两个:
三、不同模组功耗对比
(一)小数据量实时在线的功耗
小数据量通信,低频次传输,但是又需要实时在线,方便手机或者其他上位机方便的控制物联网设备。
本章描述的是,基于实网环境下,每次通信100个字节, 为了保持TCP连接不断链,几分钟和服务器通信一次。
1、测试条件
2、影响实网功耗的主要网络因素
在实网,实时在线,小数据量传输场景下,影响功耗的因素有很多,按照影响力从大到小排序, 分别是:
(1)心跳间隔时间
(2)实网信号强度
(3)网络配置的 DRX 参数
(4)终端注册到4G的不同频段。
3,TCP心跳5分钟的功耗数据
4,TCP心跳1分钟的功耗数据
(二)长时间休眠低频次唤醒的功耗
在某些场景下,模组绝大多数时间深度休眠状态, 几个小时醒过来一次,
向服务器端发送报文,然后继续深度休眠。
由于不存在TCP链接, 所以服务器端无法主动向终端发送消息。
服务器只能等待终端主动通信, 再通过回复消息,对终端做控制和参数配置。
所以无法实现对终端的实时控制。
这时候,模组的平均功耗,是非常低的,只有几个微安。
1,测试条件
2,影响实网功耗的主要网络因素
在非实时在线,深度休眠,定时醒来通信的通信场景下,影响功耗的因素,按照影响力从大到小排序, 分别是: