物聯(lián)網(wǎng)表是表計行業(yè)近幾年的熱門話題,因其產(chǎn)業(yè)鏈并不完全成熟,在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)了不少問題,我們在設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)表計時需要注意以下幾個設(shè)計要素。
電源與功耗管理
電壓匹配
使用堿性電池供電時要給使用LDO降壓,因為大功率LDO靜態(tài)功耗較大,通信結(jié)束后需要斷電,無法使用PSM。
如果使用鋰電池供電,可以選擇內(nèi)置升壓芯片的模組,但能量型電池的放電電流較低,需搭配SPC電容電池,成本增加。
PSM模式選用
NB-IoT通信消耗的功耗已經(jīng)接近計量部分,為延長電池壽命,盡量選用PSM模式。
網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量嚴重影響功耗
當覆蓋較差時,通過多次重發(fā)提高通信成功率,但會延長發(fā)送時間,從而引起功耗增加,盡量避免長期在覆蓋等級2狀態(tài)下時工作。
根據(jù)PSM特性優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
當覆蓋較差時會出現(xiàn)多次重發(fā),如果一直保持連接狀態(tài),如果有多組上下行交互數(shù)據(jù),則相當一部分功耗浪費在等待,此時可以進入Idle狀態(tài)等待,以降低功耗。
遠程閥控
PSM
eDRX
由于不能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒,暫時不能實現(xiàn)實時下行,eDRX的靜態(tài)功耗較高,PSM頻繁重連耗電也較高;必須由終端觸發(fā)上行后才能間接實現(xiàn)下行,例如充值時要求用戶按下按鍵。
遠程升級
如果MCU實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的升級,可以靈活變更計費模式,實現(xiàn)先部署后設(shè)定功能,降低管理難度,減少上門維護;計量功能程序僅幾十KB,NB-IoT完全能支撐遠程升級;計量MCU使用低成本解決方案,F(xiàn)lash緊張,升級功能必定增加成本;部分NB-IoT模組實現(xiàn)了遠程升級,可以考慮借用NB-IoT模組實現(xiàn)計量MCU升級功能。
展望未來
計量的電子化和抄表的數(shù)字化一直是智能表計發(fā)展的兩大旋律,計量通信一體化能真正做到更低成本、更低功耗、更易于升級,是自動抄表發(fā)展趨勢之一。
1+1方案,元器件多,功耗高,升級不方便
一體化方案,節(jié)省成本,降低功耗高,便于升級
要實現(xiàn)計量和通信實現(xiàn)有機融合,需要從表計實際應(yīng)用需求出發(fā),結(jié)合通信功能的實現(xiàn)方案,設(shè)計出專用SOC。