4G模组PSM+超低功耗详解,该选择那种功耗模式?

**合宙4G-Cat.1模组支持三种功耗模式:**常规模式、低功耗模式、PSM+模式。

很多客户的实际应用场景,是不需要和服务器保持长连接的,一天甚至一周上传一两次数据,就能满足实际的项目需求了。

如果用合宙推荐的第二种低功耗模式,有些大材小用,针对这种情况------可以使用PSM+模式。

用户可以根据不同的应用场景,按需选择不同的合宙4G-Cat.1模组功耗模式,以及三种功耗模式之间的相互转换。

合宙4G-Cat.1模组优异的低功耗表现,既有来自硬件设计的加持,也有软件协议算法的帮助。除实验室数据外,**合宙更关注实网环境下的功耗表现,**呈现给用户的效果更多以实网在线表现为准。

今天,带大家过过PSM+模式下------LuatOS开发代码。

一、硬件准备

这里大致说下需要准备的硬件条件:

  • Air780E全IO开发板一块:

    测试前需要将开发板上端USB下方的C2处ESD吹掉,要不会有大约20微安的漏电流。

  • 支持数据传输的USB线

  • 一个可调电源:

    可调电源最好是能精确的捕捉到μA电流的电源,本次笔者使用的是合宙自研的Air9000P手持可调电源。

二、下载PSM+超低功耗示例源码

本文示例中用到的代码,可以在这里gitee.com/openLuat/LuatOS-Air780E/tree/master/demo/pm

需要用的代码在"780E_Lowpower"文件夹目录下:

如果您手上是其他模组,如Air780EP或者Air780EPS,则可以查看Air780EP/Air780EPS对应仓库下的pm文件夹

三、PSM+超低功耗示例源码

接下来,我们开始进行PSM+超低功耗示例源码的大致讲解。

3.1 main.lua

LuatOS中,代码的起始位置是从main.lua第一行开始的,本文使用的是PSM+模式,所以打开第12行的注释,屏蔽第11行的代码。

3.2 psm_plus.lua

1)设置服务器

进入psm_plus.lua可以看到:

在这里,改成用户自己使用的服务器的IP/域名以及端口号;如果仅作测试,也可以使用合宙提供的测试服务器。

进入后选择打开TCP/UDP,根据用户服务器类型自行选择。

打开后,如下图红框所示位置即是IP和端口号:

local period = 3*60*60*1000 --3小时唤醒一次

这一句是唤醒时间的设置,时间设置唤醒的时间单位为ms。所以如果你有更长时间的唤醒需求,如一天唤醒一次,可以改动最前面的3为24。

特别提醒:

这个TCP服务器仅能当作测试来用,刷新一下网页或者你电脑网络有波动断网一下,就会断开,重新打开TCP端口就会变。

2)获取唤醒原因

上面两句是获取了一下当前唤醒的原因,是正常开机,还是设置的定时器启动,或是串口/AGPIO唤醒。

3)testTask函数

直接拉到psm_plus.lua最后一行;其实上面所有的函数都是基于最后一行的task跑的:

本句的意思是启动一个task,在task里运行第14行的testTask函数,并传入了d1Name这个变量,传入了netCB这个回调函数,以及给testTask传入了server_ip和server_port这两个参数。

接下来,我们看看testTask这个函数的前一小段:

先判断了一下当前唤醒是什么原因唤醒的,并将对应原因赋值给了一个叫做txData的变量,并且判断了下是上电开机还是休眠唤醒。

如果是休眠唤醒,则主动退出飞行模式(因为模组在休眠的时候会进入飞行模式,减小因为可能的网络波动引起的功耗增大等异常)。

下面这一段就是与TCP服务器链接的全过程,如果链接失败会重连3次:

接下来这段配置了uart1的波特率为9600,方便外部串口设备从串口唤醒模组(注:9600状态下唤醒模组比较方便,如果是115200或其他波特率,可能需要发送多次数据才能走串口唤醒模组)。

如果不影响产品功能,需要将所有AGPIO在休眠状态下的高电平输出关闭,可以进一步节省耗电,比如本示例中对GPIO32的操作就是这一原因。

关于AGPIO和GPIO对应编号,如下图所示:

最后这段代码,启动了深度休眠也就是PSM+模式的定时器:

后面的**period参数,**就是脚本最上面我们设置的定时休眠唤醒时间;后面进入飞行模式,是避免因为基站网络波动导致的异常功耗;然后,才真正进入了PSM+模式。如果进入不成功,15秒后会重启模组。

  • 如果是定时器唤醒,那么服务器会收到"timer wakeup";

  • 如果当前是上电开机去链接服务器,那么服务器会收到"normal wakeup"。

  • 如果是串口唤醒,那么服务器会收到"uart1 wakeup"的数据;

  • 如果是GPIO唤醒,那么服务器会收到"pad wakeup";

在没有数据发送的时候,模组实测待机功耗为下图的3μA:

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