NB-IoT降低功耗的设计方法

 时间:2024-11-08 22:54:41

由于物联网终端采用电池供电,为了延长电池使用寿命,需要尽可能降低设备功耗,在实际中恒星物联采取的方法主要有:

1、QoSLevel设置

1、 QoSLevel0:至多一次 这是最简单的级别,无需客户端确认,消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。分发的消息可能丢失或重复。

2、 QoSLevel1:至少一次,有可能重复 确保至少向客户端发送一次信息,可能重复发送;在接收数据包时,需要客户端返回确认消息(ACK包)。

3、 QoSLevel2:只有一次,确保消息只到达一次 确保消息发送且仅发送一次。需要交换四个数据包,会降低消息代理的性能。在实际使用中,考虑到TCP协议本身有确认机制,为了减少重复次数以降低功耗,我们采用QoSLevel0服务质量保证。

2、PSM设置

1、 众所周知,3GPP在R12引入了功率节省模式,即PSM(PowerSavingMode)模式。NB-IoT有三种工作状态,活动状态(Active)、空闲状态(Idle)、节能状态(PSM)。

2、 模块处于活动状态时,所有功能正常可用,可以进行数据发送和接收;模块在此模式下可切换到Idle模式或PSM模式。设置不活动计时器,超时后进入idle空闲状态。不活动计时器默认时间20秒,配置范围为2秒到186分钟。

3、 模块处于空闲状态时,网络保持连接状态,可接收寻呼消息;模块在此模式下可切换至Active模式或者PSM模式。此状态引入了eDRX机制,一个完整的idle过程包括若干eDRX周期,该周期可通过定时器配置。激活定时器T3324的配置时间为2秒到186分钟。超时后进入节能状态。

4、 模块处于节能状态时水貔藻疽,终端关闭收发信号机,处于休眠状态,不监听无线侧寻呼,无法接收下行数据,此时只有RTC在工作,功率大橛载醑砘幅减少,但依然注册在网络。当DTE(Data Terminal Equipment)主动发送数据或者定时器T3412(与周期性更新相关)超时后,模块将被唤醒。T3412配置周期为54分钟到310小时。

5、 针对不同的终端选择合适的TAU配置。例如烟感设置TAU为24小时,消防水箱监测TAU设置为4小时。根据不同行业业务对终端工作模式的不同要求,中国移动提供了七种不同的预设节电模式,以支持快速完成NB-IoT业务的开发及上线。

3、心跳时间设置

1、对于电池供电来说,心跳包是非常耗电的,每次发送心跳包缬方焱蜱一般都要耗时几秒钟,而且发射信号时需要加大功率芟坳葩津,所以关闭终端设备的通信模块是非常必要的,维持RTC运行即可,定时或者在有信息需要发送时再唤醒,发送连接信息,连接服务器上传消息结束后,再关闭通信模块进入休眠状态。不过在休眠模式下,服务器是无法找到终端设备的,只能待终端唤醒。例如对于烟感、电器火灾感知终端等,可以设置每24小时发送心跳包,保证在网注册,然后进入休眠状态,但如果遇到火灾报警则立即唤醒,发送报警信息。

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