物聯網表是表計行業近幾年的熱門話題,因其產業鏈并不完全成熟,在應用的過程中出現了不少問題,我們在設計物聯網表計時需要注意以下幾個設計要素。
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靜態功耗較大,通信結束后需要斷電,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接近計量部分,為延長電池壽命,盡量選用PSM模式。
網絡覆蓋質量嚴重影響功耗
當覆蓋較差時,通過多次重發提高通信成功率,但會延長發送時間,從而引起功耗增加,盡量避免長期在覆蓋等級2狀態下時工作。
根據PSM特性優化網絡通信協議
當覆蓋較差時會出現多次重發,如果一直保持連接狀態,如果有多組上下行交互數據,則相當一部分功耗浪費在等待,此時可以進入Idle狀態等待,以降低功耗。
遠程閥控
PSM
eDRX
由于不能實現網絡喚醒,暫時不能實現實時下行,eDRX的靜態功耗較高,PSM頻繁重連耗電也較高;必須由終端觸發上行后才能間接實現下行,例如充值時要求用戶按下按鍵。
遠程升級
如果MCU實現穩定可靠的升級,可以靈活變更計費模式,實現先部署后設定功能,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,Flash緊張,升級功能必定增加成本;部分NB-IoT模組實現了遠程升級,可以考慮借用NB-IoT模組實現計量MCU升級功能。
展望未來
計量的電子化和抄表的數字化一直是智能表計發展的兩大旋律,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,節省成本,降低功耗高,便于升級
要實現計量和通信實現有機融合,需要從表計實際應用需求出發,結合通信功能的實現方案,設計出專用SOC。