[發明專利]一種物聯網終端設備及其睡眠控制方法

有效

• 申請號: 202010024401.6
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111200661B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 馮海濤;叢丹;馬建平
• 申請（專利權）人: 翱捷科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/70;H04W52/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種物聯網終端設備，通過基于睡眠控制的狀態機及其運行機制來實現超低功耗的睡眠控制。所述睡眠控制的狀態機定義了所述物聯網終端設備的五種狀態，分別是功耗依次降低的活躍態S0、待機態S1、長待機態S2、深睡眠態S3和關機態S4。所述睡眠控制的狀態機的運行機制是：當所述物聯網終端設備在某個狀態下進入睡眠期以后，只有在經過一段時間的等待期滿后，才能進入功耗更低的下一個狀態；功耗越低的狀態，其中的睡眠期的時長就越長；反之亦然。上述物聯網終端設備設計了三個包含睡眠期的狀態，通過運行機制進行狀態切換，可以極大地降低物聯網終端設備的功耗。

技術領域

本申請涉及一種物聯網終端（IoT Terminal）設備的自適應省電控制技術。

背景技術

物聯網終端具有強覆蓋、低成本、超低功耗、大連接這四個關鍵特點，其中超低功耗是物聯網終端區別于傳統無線通信終端的最顯著特點。例如基于5000mAh的AA電池，物聯網終端的功耗目標是使用壽命超過10年。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種具有超低功耗的物聯網終端。為此，本申請還要提供相應的物聯網終端的睡眠控制方法。

為解決上述技術問題，本申請公開了一種物聯網終端設備，包括處理器、電源管理單元、定時器組、存儲器和外部中斷響應單元。所述處理器用來處理一種或多種物聯網通信協議。所述電源管理單元用來為所述物聯網終端設備提供電源管理、睡眠控制服務；所述電源管理單元與處理器處理的物聯網協議配合，通過基于睡眠控制的狀態機及其運行機制來實現超低功耗的睡眠控制。所述睡眠控制的狀態機定義了所述物聯網終端設備的五種狀態，分別是功耗依次降低的活躍態S0、待機態S1、長待機態S2、深睡眠態S3和關機態S4。活躍態S0是指物聯網終端設備執行搜網、小區駐留和小區注冊過程、準備發起或響應業務、建立與網絡端的上行和下行通信鏈接；或處在業務進行、鏈接維持階段。待機態S1是指物聯網終端設備維持待機狀態，處理器停止工作，其他部件維持工作。長待機態S2是指物聯網終端設備的處理器、外部設備和總線時鐘停止工作，電源管理單元、定時器組、外部中斷響應單元保持待機狀態，等待事件觸發喚醒。深睡眠態S3是指物聯網終端設備將內存數據寫入非易失性存儲器中，除定時器組、外部中斷響應單元以外的其他系統部件停止工作。關機態S4是指物聯網終端設備關閉、未上電。所述睡眠控制的狀態機的運行機制是：當所述物聯網終端設備在某個狀態下進入睡眠期以后，只有在經過一段時間的等待期滿后，才能進入功耗更低的下一個狀態；功耗越低的狀態，其中的睡眠期的時長就越長；反之亦然。所述定時器組包括一組定時器，用來提供不同時長的定時服務。所述存儲器是非易失性存儲器，用來支持所述物聯網終端設備在待機態S1下睡眠時、長待機態S2下睡眠時、以及深睡眠態S3下睡眠時存儲必要的信息。所述外部中斷響應單元用來支持所述物聯網終端設備立即響應外部事件、并從待機態S1下睡眠時、長待機態S2下睡眠時、以及深睡眠態S3下睡眠時喚醒。

上述物聯網終端設備設計了三個包含睡眠期的狀態，通過運行機制進行狀態切換，可以極大地降低物聯網終端設備的功耗。

進一步地，所述待機態S1下定義了待機周期，每個待機周期包含一個喚醒期和第一睡眠期；在喚醒期內物聯網終端設備偵聽尋呼消息、或實施無線信號測量、或接收系統廣播消息；此后沒有其他事件需要處理則進入第一睡眠期，直到下一個待機周期開始，如此往復。這是一種優選的實現方式。

進一步地，所述待機周期的取值為128ms、256ms、512ms、1024ms、2048ms、4096ms中的任一種；所述喚醒期的長度為幾個到幾十個ms。這是一個優選的取值范圍。

進一步地，所述長待機態S2下定義了長待機周期；每個長待機周期包含一個長待機等待期和第二睡眠期；一個長待機等待期又包含了N_S2個待機周期；在長待機等待期內，物聯網終端按照待機態S1的待機周期處理；在長待機等待期期滿后，若物聯網終端沒有其他活躍事件則進入第二睡眠期；第二睡眠期的長度大于第一睡眠期的長度。這是一種優選的實現方式。