物联网表是表计行业近几年的热门话题,因其产业链并不完全成熟,在应用的过程中出现了不少问题,我们在设计物联网表计时需要注意以下几个设计要素。
电源与功耗管理
电压匹配
使用碱性电池供电时要给使用LDO降压,因为大功率LDO静态功耗较大,通信结束后需要断电,无法使用PSM。
如果使用锂电池供电,可以选择内置升压芯片的模组,但能量型电池的放电电流较低,需搭配SPC电容电池,成本增加。
PSM模式选用
NB-IoT通信消耗的功耗已经接近计量部分,为延长电池寿命,尽量选用PSM模式。
网络覆盖质量严重影响功耗
当覆盖较差时,通过多次重发提高通信成功率,但会延长发送时间,从而引起功耗增加,尽量避免长期在覆盖等级2状态下时工作。
根据PSM特性优化网络通信协议
当覆盖较差时会出现多次重发,如果一直保持连接状态,如果有多组上下行交互数据,则相当一部分功耗浪费在等待,此时可以进入Idle状态等待,以降低功耗。
远程阀控
PSM
eDRX
由于不能实现网络唤醒,暂时不能实现实时下行,eDRX的静态功耗较高,PSM频繁重连耗电也较高;必须由终端触发上行后才能间接实现下行,例如充值时要求用户按下按键。
远程升级
如果MCU实现稳定可靠的升级,可以灵活变更计费模式,实现先部署后设定功能,降低管理难度,减少上门维护;计量功能程序仅几十KB,NB-IoT完全能支撑远程升级;计量MCU使用低成本解决方案,Flash紧张,升级功能必定增加成本;部分NB-IoT模组实现了远程升级,可以考虑借用NB-IoT模组实现计量MCU升级功能。
展望未来
计量的电子化和抄表的数字化一直是智能表计发展的两大旋律,计量通信一体化能真正做到更低成本、更低功耗、更易于升级,是自动抄表发展趋势之一。
1+1方案,元器件多,功耗高,升级不方便
一体化方案,节省成本,降低功耗高,便于升级