NB-IoT 终端设备低功耗--软件设计

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jiekechoo 发表于 2018/12/24 11:00:01 2018/12/24
【摘要】 上一篇：NB-IoT 终端设备低功耗--硬件设计，我们给大家介绍了低功耗硬件设计相关内容，这一篇来聊聊低功耗软件设计方面的内容。在低功耗设备中，软件设计至关重要，由软件驱动硬件进入低功耗模式可以节省更多能耗。一、开关电源软性开关单独配备开关电源IC，LDO具备一个“EN”口，可以通过单片机输出高低电平进行驱动，一般情况下通过GPIO控制高电平开启，低电平关闭，如果是外部传感器或耗电大户，可以...

上一篇：NB-IoT 终端设备低功耗--硬件设计，我们给大家介绍了低功耗硬件设计相关内容，这一篇来聊聊低功耗软件设计方面的内容。在低功耗设备中，软件设计至关重要，由软件驱动硬件进入低功耗模式可以节省更多能耗。


一、开关电源软性开关

  • 单独配备开关电源IC，LDO具备一个“EN”口，可以通过单片机输出高低电平进行驱动，一般情况下通过GPIO控制高电平开启，低电平关闭，如果是外部传感器或耗电大户，可以通过IO控制方式节省电源；

  • 如果是频繁发送数据的NB设备，不建议将NB模组作为单独IC控制，因为海思芯片模组本身在PSM模式下也就3-5uA的耗电量，如果整个模组下电，再次开启时联网更加耗电，所以要根据需求来设计软硬件；


二、双芯模式：MCU+NB模组

1、单片机MCU伪代码，以STM32L系列单片机HAL库为例：

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//开启低功耗模式
HAL_PWREx_EnableUltraLowPower();
HAL_PWREx_EnableFastWakeUp();
 
//联网
connect_network();
 
while(1)
{
    //发送数据
    send_data();
     
    //AT+NSOSTF，快速关闭连接，使得模组立即进入PSM模式，否则需要等待运营商配置的idle时间
    send_over();
     
     
    //重置RTC服务
    HAL_RTCEx_DeactivateWakeUpTimer(&hrtc);
     
    //重要！！！！关闭与NB通讯的串口
    SystemPower_Pre_STOP();
     
    //开启RTC唤醒中断
    HAL_RTCEx_SetWakeUpTimer_IT(&hrtc, 0xffff, RTC_WAKEUPCLOCK_RTCCLK_DIV16);
     
    //进入低功耗模式STOP
    HAL_PWR_EnterSTOPMode(PWR_LOWPOWERREGULATOR_ON, PWR_STOPENTRY_WFI);
     
    //重要！！！！打开与NB通讯的串口
    SystemPower_Post_STOP();
     
    //退出STOP模式后重新初始化时钟
    SystemClockConfig_STOP();
     
    //延时几秒
    HAL_Delay(5000);
     
}
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/**
 * 进入低功耗模式前处理
 */
void SystemPower_Pre_STOP(void){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
 
    /*Configure GPIO pin : USART1=> PA9, PA10 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
 
}
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/**
 * 退出低功耗模式后处理
 */
void SystemPower_Post_STOP(void){
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
 
    /*Configure GPIO pin : USART1=> PA9, PA10 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
 
}



2、这里，NB模组特性需要注意的就是发送完数据需要立即关闭UDP连接，使得模组立即进入PSM模式，使用AT命令：

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void send_over(void)
{
    // 发送逻辑
    // AT+NSOSTF=0,117.78.47.187,5683,0x200,1,AA\r\n
}

！效果立竿见影！


三、单芯模式：OPENCPU

未完，待续！



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