4、PSM（省电模式）深度解析：PSM状态机、进入与退出条件、定时器配置（T3412/T3324）、实测功耗数据。
PSM，全称 Power Saving Mode，省电模式。说白了，就是让模组在没数据收发时，进入一种「深度休眠」状态。这时候模组几乎不干活，电流能降到微安级别。
我刚开始接触蜂窝模组低功耗设计时，觉得 PSM 很简单——不就是让模组睡大觉嘛。后来踩了不少坑才发现，PSM 的状态机、定时器配置、退出条件，每一个细节都能决定你的产品能不能达到预期的续航。
这一章，咱们就把 PSM 彻底讲透。
4.1 PSM 状态机：模组的「清醒-浅睡-深睡」三态
PSM 不是一上来就睡死过去。它有三个核心状态，我习惯叫它们：清醒态、轻睡眠态、深睡眠态。
核心概念：PSM 的三个状态对应不同的功耗等级。清醒态（Connected/Idle）功耗最高，轻睡眠态（Light Sleep）次之，深睡眠态（PSM）功耗最低。
你想想看，模组从清醒态进入轻睡眠态，再进入深睡眠态，每一步都有严格的触发条件。我见过不少工程师直接把模组丢进 PSM，结果网络侧找不到设备，导致业务中断。
4.2 进入与退出条件：什么时候睡，什么时候醒
4.2.1 进入 PSM 的条件
模组要进入 PSM，必须满足两个条件：
- 网络侧允许：核心网在 Attach 或 TAU 过程中，通过
EPS network feature support信元告知模组是否支持 PSM。 - 模组主动请求：模组在 Attach Request 或 TAU Request 中携带
T3324定时器值，告诉网络「我想睡多久」。
避坑指南：我曾经在一个 NB-IoT 项目中，模组死活进不了 PSM。抓日志发现，网络侧返回的 EPS network feature support 里 PSM 位是 0。换了个运营商 SIM 卡就好了。所以，不是所有网络都支持 PSM，测试前先确认。
4.2.2 退出 PSM 的条件
模组一旦进入 PSM，就像关机了一样——不监听寻呼，不响应网络。只有以下事件能把它唤醒：
- T3412（TAU 周期）超时：模组必须定期向网络报告位置，这是硬性要求。
- 上行数据需要发送：应用层有数据要发，模组自动醒来。
- 本地事件触发：比如 GPIO 中断、定时器溢出、RTC 闹钟。
嗯，这里要注意：网络侧无法主动唤醒 PSM 中的模组。你想给设备发一条指令，它必须等到下一个 TAU 周期或者自己主动发数据时才能收到。这就是为什么 PSM 适合「上行为主」的业务。
4.3 定时器配置：T3412 和 T3324 的博弈
PSM 的核心是两个定时器：T3412 和 T3324。我习惯把它们比作「闹钟」和「贪睡按钮」。
| 定时器 | 名称 | 作用 | 取值范围 | 典型值 |
|---|---|---|---|---|
| T3412 | TAU 周期定时器 | 模组最长能睡多久，到期必须醒来做 TAU | 0 ~ 35712 秒（约 10 小时） | 3600 秒（1 小时） |
| T3324 | Active Time 定时器 | 模组进入 PSM 前，在 Idle 状态等待的时间 | 0 ~ 186 秒（3 分钟） | 20 秒 |
配置这两个定时器，说白了就是一场博弈：
- T3412 越大：模组睡得更久，功耗更低，但网络侧失联时间更长。
- T3324 越小：模组更快进入 PSM，但留给网络下行的窗口变短。
警告：不要把 T3412 设得太大。我曾经在一个项目中把 TAU 周期设为 6 小时，结果网络侧认为模组失联，直接 Detach 了设备。恢复连接需要重新 Attach，反而更耗电。建议 T3412 不超过 2 小时。
4.3.1 代码示例：AT 指令配置 PSM
以移远 BC95 模组为例，配置 PSM 的 AT 指令如下：
// 查询当前 PSM 配置
AT+CPSMS?
// 设置 PSM：启用，T3324=20秒，T3412=3600秒
// 格式：AT+CPSMS=<mode>,<Requested_Periodic_TAU>,<Requested_Active_Time>
// <mode>: 0=禁用, 1=启用
// <Requested_Periodic_TAU>: T3412, 编码格式见 3GPP 24.008
// <Requested_Active_Time>: T3324, 编码格式见 3GPP 24.008
AT+CPSMS=1,"10100001","00100001"
// 解释：
// "10100001" = T3412 = 3600 秒（1 小时）
// "00100001" = T3324 = 20 秒
// 保存配置
AT+CSVM
// 重启生效
AT+NRB嗯，编码格式有点绕。我一般直接用模组厂商提供的计算工具，或者查 3GPP 24.008 的定时器编码表。手动算容易出错。
4.4 实测功耗数据：数字会说话
理论讲完了，咱们看实测数据。我用的是某款主流 NB-IoT 模组，供电 3.8V，环境温度 25°C。
| 状态 | 平均电流 | 持续时间 | 单次能耗 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| Connected（发送数据） | 120 mA | 2 秒 | 240 mAs | 发射功率 23 dBm |
| Idle（监听寻呼） | 15 mA | 20 秒（T3324） | 300 mAs | 每 1.28 秒唤醒一次 |
| PSM（深睡） | 4 μA | 3578 秒（T3412-20） | 14.3 mAs | 几乎不耗电 |
| TAU 过程 | 80 mA | 1 秒 | 80 mAs | 每 1 小时一次 |
看到这组数据，你可能会问：PSM 的电流才 4 μA，那为什么实际产品续航还是不够？
原因在于：PSM 省下的电，往往被 Idle 状态吃掉了。T3324 设得越大，模组在 Idle 状态耗电越多。我算过一笔账：
- 如果 T3324=20 秒，每天发 10 次数据，PSM 占比 99.5%，日均功耗约 0.8 mAh。
- 如果 T3324=120 秒，同样频率，日均功耗飙到 3.2 mAh，差了 4 倍。
经验之谈：我个人习惯把 T3324 控制在 10-30 秒。既能给网络留够下行窗口，又不会浪费太多电。如果你的业务完全不需要下行，甚至可以设 T3324=0，模组直接进 PSM。
4.5 避坑指南：PSM 常见问题
做 PSM 设计这几年，我踩过的坑不少。挑几个典型的说说：
- 坑一：网络不支持 PSM。有些地区的基站没升级，PSM 位始终为 0。解决办法：测试前用 AT+CSQ 看信号，再用 AT+CPSMS? 确认网络返回。
- 坑二：T3412 和 T3324 编码错误。3GPP 的定时器编码是 8 位二进制，单位是秒或分，很容易算错。我建议用模组厂商的 AT 指令手册里的例子，直接复制粘贴。
- 坑三：PSM 醒来后网络失联。模组在 PSM 中睡太久，醒来后 TAU 失败。解决办法：缩短 T3412，或者增加重试机制。
- 坑四：功耗测量不准确。万用表采样率太低，测不出 PSM 的微安级电流。我习惯用精密电阻 + 示波器，或者专门的功耗分析仪。
小技巧：调试 PSM 时，可以用 AT+CPMUTEMP 命令（部分模组支持）查看模组内部温度。如果温度异常升高，说明 PSM 没真正进入，可能是某个外设在漏电。
PSM 是蜂窝模组低功耗设计的基石。理解了状态机、定时器配置和实测数据，你就能根据业务场景灵活调整。记住：没有万能的配置，只有最适合你产品的配置。