功耗管理

功耗管理是 NB-IoT 产品的重要特性，本文将介绍 TuyaOS 中 NB-IoT 设备的功耗管理。

背景信息

NB-IoT 业务规模发展与承载业务模型密切相关，其适用场景是小流量、上报为主、长期休眠、功耗敏感、低移动性应用。NB-IoT 支持三种省电模式：

• PSM (Power Saving Mode，省电模式)
• DRX（Discontinuous Reception，不连续接收模式）
• eDRX（Extended DRX，扩展不连续接收模式）

为了实现 NB-IoT 网络承载海量的低功耗设备，最为重要的技术为 PSM 和 eDRX。

功耗管理

PSM 模式

终端非业务期间深度休眠，不接收下行数据。只有终端主动发送上行数据（MO Data）时，才可接收 涂鸦 IoT 开发平台 缓存的下行数据。

在该状态下，终端射频关闭，相当于关机状态。但是核心网侧还保留用户上下文，用户进入空闲态/连接态时无需再附着 PDN 建立。

适合对下行数据无时延要求的业务。终端设备功耗低，采取电池供电方式，如抄表业务。

• Active：模块处于活动状态，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。

• Idle：模块处于浅睡眠状态，模块处于网络连接状态，可接收寻呼消息。模块在此模式下可切换至 Active 或 PSM 模式。

• PSM：模块处于深睡眠状态，内部只有 RTC 工作，网络处于非连接状态，不可接收寻呼消息。当定时器超时后，模块将被唤醒，也可通过拉低 PSM_EINT 引脚从唤醒模块。

eDRX 模式

终端设备兼顾低功耗和对时延有一定要求的业务。在每个 eDRX 周期内，只有在设置的寻呼时间窗口内，终端可接收下行数据，其余时间终端处于休眠状态，不接收下行数据。该模式可在下行业务时延和功耗之间取得平衡，如远程关闭煤气业务。

每个 eDRX 周期内，有一个寻呼时间窗口 PTW（ Paging Time Window ），终端在 PTW 内按照 DRX 周期（DRX 周期时间短，可以认为终端不休眠、一直可达）监听寻呼信道，以便接收下行数据，其余时间终端处于休眠状态。

eDRX 模式可以认为终端设备随时可达，但时延较大，时延取决于 eDRX 周期配置，可以在低功耗与时延之间取得平衡。

DRX 模式

可以认为下行业务随时可达终端设备，在每个 DRX 周期，终端都会检测一次是否有下行业务到达，适用于对时延有高要求的业务。终端设备一般采取供电的方式，如路灯业务。

由于 DRX 周期短（ 1.28s，2.56s，5.12s 或者 10.24s，由运营商网络侧设置决定——SIM 卡办理 APN 业务），可认为下行业务随时可达，时延小。

适用于对时延有高要求的业务，但功耗相对较高，终端设备一般采用市电供电方式。

实现示例

// 设置设备工作模式
tuya_user_api_sim_mode_set("PSM");
// 设置 lifetime 时间
tuya_user_api_lifetime_set(600);

API 说明

设置当前设备的工作模式

函数原型	OPERATE_RET tuya_user_api_sim_mode_set (IN char* mode)
参数	mode：待设置的 SIM 卡低功耗模式，具体请参照下文详细说明
功能	设置当前设备的工作模式(PSM、DRX、EDRX)
头文件	#include <tuya_user_api.h>
返回值	OPRT_OK：正常 其它：异常，不可取

获取当前设备的工作模式（功耗模式）

函数原型	nbiot_mode_t tuya_user_api_sim_mode_get (void)
参数	无
功能	获取当前设备的工作模式（功耗模式）
头文件	#include <tuya_user_api.h>
返回值	返回此时的设备的工作模式（功耗模式），具体请参照枚举nbiot_mode_t

详细说明

枚举 nbiot_mode_t：

typedef enum {
  NBIoT_MODE_PSM,      //PSM 模式
  NBIoT_MODE_DRX,      //DRX 模式
  NBIoT_MODE_EDRX      //EDRX 模式
} nbiot_mode_t;

禁止当前设备进入睡眠模式

函数原型	void tuya_user_api_psm_disable (void)
参数	无
功能	禁止当前设备进入睡眠模式
头文件	#include <tuya_user_api.h>
返回值	无

允许当前设备进入睡眠模式

函数原型	void tuya_user_api_psm_enable (void)
参数	无
功能	允许当前设备进入睡眠模式
头文件	#include <tuya_user_api.h>
返回值	无

立刻释放睡眠锁允许当前设备进入睡眠模式

函数原型	void tuya_user_api_enter_psm (void)
参数	无
功能	立刻释放睡眠锁,允许当前设备进入睡眠模式
头文件	#include <tuya_user_api.h>
返回值	无

更多详细信息，请参考 NB-IoT 通用方案介绍。