CN213938343U - 模组唤醒保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种模组唤醒保护系统，该模组唤醒保护系统包括：微控制单元、无线通信模块以及无线通信模块电源控制电路；微控制单元分别与无线通信模块电源控制电路和无线通信模块连接，无线通信模块与所述无线通信模块电源控制电路连接。本实施例提供的模组唤醒保护系统能够克服现有技术中无法及时有效地检测模组状态，进而无法及时采取针对模组唤醒的保护措施，使得模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命的问题。

Description

模组唤醒保护系统

技术领域

本申请实施例涉及模组唤醒保护技术领域，尤其涉及一种模组唤醒保护系统。

背景技术

为了保证低功耗和提高通信性能，现有的智能仪表(如燃气表)，采用低功耗(PSM)模式与服务器通信。PSM模式下，终端(如智能仪表)处于休眠模式，近乎于关机状态，可大幅度省电；且在PSM期间，终端不再监听寻呼，但终端还是注册在网络中，因此，要发送数据时不需要重新连接网络，使得终端在上传数据时无需每次都加载网络，防止大电流事件影响终端的性能以及电池的寿命。

目前，通过读取模块串口数据判断模块有无进入PSM模式，但是，实际会存在模组推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，进而导致模组唤醒，同时因为配置问题、其他外界干扰等问题也可能会导致模组唤醒，使得模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命。

因此，现有技术无法及时有效地检测模组状态，进而无法及时采取针对模组唤醒的保护措施，使得模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命。

实用新型内容

本申请实施例提供一种模组唤醒保护系统，以克服现有技术中无法及时有效地检测模组状态，进而无法及时采取针对模组唤醒的保护措施，使得模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种模组唤醒保护系统，包括：微控制单元、无线通信模块以及无线通信模块电源控制电路；

所述微控制单元分别与所述无线通信模块电源控制电路和所述无线通信模块连接，所述无线通信模块与所述无线通信模块电源控制电路连接；

所述无线通信模块用于将目标终端的数据上传至目标系统，所述目标终端和所述目标系统通过所述无线通信模块进行通信；

所述微控制单元用于检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否成功，并检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态；所述微控制单元还用于通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源通断。

在一种可能的设计中，所述系统还包括：电压检测电路，所述微控制单元与所述无线通信模块通过所述电压检测电路连接；

所述电压检测电路用于检测所述无线通信模块的电源输出电平；所述电压检测电路还用于将检测到的用于表示所述无线通信模块是否处于唤醒状态的消息反馈至所述微控制单元。

在一种可能的设计中，所述电压检测电路，包括：第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；

所述无线通信模块的输出端通过所述第二电阻分别与所述第一三极管的基极和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第一电阻的一端和所述微控制单元的检测端口连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元的供电端口连接；所述第一电阻的一端通过所述第一电容接地；

所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；

所述微控制单元的供电端口用于为所述电压检测电路提供检测电源。

在一种可能的设计中，所述电压检测电路，包括：NMOS晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；

所述无线通信模块的输出端通过所述第二电阻分别与所述NMOS晶体管的栅极和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述NMOS晶体管的源极接地，所述NMOS晶体管的漏极分别与所述第一电阻的一端和所述微控制单元的检测端口连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元的供电端口连接；所述第一电阻的一端通过所述第一电容接地；

所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；

所述微控制单元的供电端口用于为所述电压检测电路提供检测电源。

在一种可能的设计中，所述电压检测电路，包括：第五电阻、第六电阻以及第五电容；所述无线通信模块的输出端分别与所述第五电阻的一端和第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，第六电阻的另一端分别与所述微控制单元的检测端口和第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地；

所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；

其中，无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压一致。

在一种可能的设计中，所述无线通信模块电源控制电路，包括：第一开关单元，所述第一开关单元包括第二MOS管和第二二极管，所述第二MOS管的源极与第二二极管的阴极连接，第二MOS管的漏极与第二二极管的阳极连接；所述第二MOS管的源极与所述模组唤醒保护系统的供电电源连接，所述第二MOS管的漏极与所述无线通信模块连接，所述第二MOS管的栅极与所述微控制单元连接；

所述微控制单元用于通过所述第一开关单元控制所述无线通信模块的电源通断。

在一种可能的设计中，无线通信模块电源控制电路，还包括：第二电容、第三电容、第四电容以及第四电阻；

所述第二电容的一端与所述模组唤醒保护系统的供电电源连接，所述第二电容的另一端接地；

所述第三电容的一端与所述第二MOS管的源极连接，所述第三电容的另一端通过所述第四电阻与所述微控制单元连接，所述第三电容的另一端还与所述第二MOS管的栅极连接；

所述第二MOS管的漏极通过所述第四电容接地。

在一种可能的设计中，所述系统还包括：电平转换电路，所述微控制单元通过所述电平转换电路与所述无线通信模块连接；

所述电平转换电路用于提供所述微控制单元和所述无线通信模块的工作电压域之间的高低电平转换功能。

在一种可能的设计中，所述电平转换电路与所述微控制单元通过串口通讯。

本申请实施例提供的模组唤醒保护系统及方法，通过设置了微控制单元、无线通信模块以及无线通信模块电源控制电路；其中微控制单元分别与所述无线通信模块电源控制电路和所述无线通信模块连接，所述无线通信模块与所述无线通信模块电源控制电路连接，该无线通信模块用于将目标终端的数据上传至目标系统，所述目标终端和所述目标系统通过所述无线通信模块进行通信，该微控制单元用于检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否成功，并在检测到所述无线通信模块上传所述目标终端的数据成功时，控制所述无线通信模块进入低功耗模式，并检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态，在检测到处于唤醒状态时，通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源关断，实现了通过微控制单元及时检测是否存在在无线通信模块推送了进入PSM模式消息而未进入的情况，进而在确保进入了PSM模式即确保并非因为未进入PSM模式而导致无线通信模块唤醒的情况下，确保在无线通信模块唤醒时，能够及时关断线通信模块的电源，进而防止大电流事件影响无线通信模块的性能以及电池的寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的模组唤醒保护系统的方框示意图；

图2为本申请又一实施例提供的模组唤醒保护系统的方框示意图；

图3为本申请再一实施例提供的模组唤醒保护系统的方框示意图；

图4为本申请另一实施例提供的模组唤醒保护系统中的电压检测电路的电路图；

图5为本申请再一实施例提供的模组唤醒保护系统中的电压检测电路的电路图；

图6为本申请另一实施例提供的模组唤醒保护系统中的电压检测电路的电路图；

图7为本申请又一实施例提供的模组唤醒保护系统中无线通信模块电源控制电路的电路图；

图8为本申请实施例提供的模组唤醒保护方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的模组唤醒保护系统实现模组唤醒保护的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

通过读取模块串口数据判断模块有无进入PSM模式，但是，实际会存在模组推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，进而导致模组唤醒，同时，也可能存在因为卡套餐配置问题、其他外界干扰等问题也可能会导致模组唤醒，使得模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命。因此，现有技术无法及时有效地检测模组状态，进而无法及时采取针对模组唤醒的保护措施，使得模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命。

为了解决上述问题，本申请的技术构思为设置模组(即无线通信模块)电源控制开关即无线通信模块电源控制电路，由微控制单元检测无线通信模块上报数据是否成功，如果上传成功，可以确保进入了PSM模式即确保并非因为未进入PSM模式而导致无线通信模块唤醒的场景，然后微控制单元可以检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态，在检测到处于唤醒状态时，通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源关断，避免了模组推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，进而导致模组唤醒的问题，通过微控制单元检测，能够确保在无线通信模块唤醒时，及时关断线通信模块的电源即能够及时采取针对模组唤醒的保护措施，使得停止对模组供电，保证了低功耗，进而实现了提高通信性能的同时提高了电池的使用寿命。

在实际应用中，参见图1，图1为本申请实施例提供的模组唤醒保护系统的方框示意图。该模组唤醒保护系统可以应用于智能仪表(如燃气表)的使用场景。该模组唤醒保护系统包括微控制单元MCU、无线通信模块(即模组或NB模块)、无线通信模块电源控制电路(即NB模块电源控制电路)、电压检测电路以及电平转换电路。其中，MCU与NB模块电源控制电路、NB模块、电压检测电路依次连接，NB模块通过该电压检测电路与该MCU连接，MCU通过电平转换电路与NB模块连接。

具体地，NB模块电源控制电路：当模块(即模组，NB模块)出现异常唤醒时，关断模组电源；NB模块(电路)：上传表端数据到系统，这里的表端数据可以为目标终端(比如智能仪表等)的数据，这里的系统可以为目标系统(比如计费系统或服务器等)；电压检测电路：NB模块异常唤醒时会有电压输出，当检测到有电压输出时，通知MCU模组异常唤醒；电平转换电路：当单片机(即MCU)和模块工作电压域不匹配时，通过电平转换电路实现高低电平转换；单片机控制：1、单片机和NB模块通信，查询模块工作状态；2、通过电压检测电路判断模块有无异常唤醒；3、控制NB模块电源通断。

因此，单片机通过软件查询方式检测模组电源输出电平(模组唤醒时模组电源输出电平为高电平；模组处于休眠状态或关机状态，模组电源输出电平为低电平)，如果MCU没有主动要求模组唤醒而模组电源输出信号输出高电平，直接关断模组电源。通过控制模组电源解决模组唤醒的大功耗问题，简单有效的解决了模组异常唤醒(非MCU主动要求模组唤醒))导致的大电流问题，提高通信性能的同时提高了电池的使用寿命。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本申请又一实施例提供的模组唤醒保护系统的方框示意图，如图2所示，该模组唤醒保护系统可以包括：微控制单元、无线通信模块以及无线通信模块电源控制电路。

其中，所述微控制单元分别与所述无线通信模块电源控制电路和所述无线通信模块连接，所述无线通信模块与所述无线通信模块电源控制电路连接。

所述无线通信模块用于将目标终端的数据上传至目标系统，所述目标终端和所述目标系统通过所述无线通信模块进行通信；所述微控制单元还用于检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否成功，并在检测到所述无线通信模块上传所述目标终端的数据成功时，控制所述无线通信模块进入低功耗模式，并检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态；所述微控制单元还用于在检测到处于唤醒状态时，通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源关断。

其中，所述微控制单元还用于在检测到所述无线通信模块上传所述目标终端的数据失败时，通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源关断。即该情况下，说明模组推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，进而导致模组唤醒。

本实施例中，微控制单元、无线通信模块电源控制电路以及无线通信模块按照顺序收尾相接，微控制单元可以根据检测到的无线通信模块上传所述目标终端的数据是否成功或失败的结果，直接控制无线通信模块的电源通断或通过无线通信模块电源控制电路控制无线通信模块的电源通断。

具体地，以目标终端为智能仪表为例，为了保证低功耗和提高通信性能，智能仪表可以采用PSM模式与服务器通信。在实际应用中，可能存在模组(即无线通信模块)推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，导致模组处于唤醒状态，为了检测是否存在模组(即无线通信模块)推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，导致模组处于唤醒状态的情况，微控制单元可以通过检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否失败，来判断模组是否处于唤醒状态。在微控制单元检测到无线通信模块上传所述目标终端的数据失败后，说明模组处于唤醒状态，微控制单元可以控制无线通信模块的电源关断，在微控制单元检测到无线通信模块上传所述目标终端的数据成功后，说明模组进入了PSM模式，进而检测模组是否处于唤醒状态，若模组处于唤醒状态，微控制单元可以控制无线通信模块的电源关断，因此，通过软件直接检测模组唤醒的方式，硬件上结构简单，成本低。

其中，无线通信模块电源控制电路用于执行由微控制单元控制的当模块出现异常唤醒时，关断模组电源的操作。

因此，本实施例利用低成本硬件配合软件方案，利用软件切断模组供电电源的方法，简单有效的解决了模组异常唤醒导致的大电流问题，在不影响仪表通信性能的情况下保证了产品的电池使用寿命。

本申请实施例通过设置了微控制单元、无线通信模块以及无线通信模块电源控制电路；其中微控制单元分别与所述无线通信模块电源控制电路和所述无线通信模块依次连接，所述无线通信模块与所述无线通信模块电源控制电路连接，该无线通信模块用于将目标终端的数据上传至目标系统，所述目标终端和所述目标系统通过所述无线通信模块进行通信，该微控制单元用于检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否成功，并在检测到所述无线通信模块上传所述目标终端的数据成功时，控制所述无线通信模块进入低功耗模式，并检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态，在检测到处于唤醒状态时，通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源关断，实现了通过微控制单元及时检测是否存在在无线通信模块推送了进入PSM模式消息而未进入的情况，进而在确保进入了PSM模式即确保并非因为未进入PSM模式而导致无线通信模块唤醒的情况下，确保在无线通信模块唤醒时，能够及时关断线通信模块的电源，进而防止大电流事件影响无线通信模块的性能以及电池的寿命。

在一种可能的设计中，所述微控制单元，具体用于：当接收到所述无线通信模块推送的用于表示进入低功耗模式成功的串口通讯指令后，确定所述无线通信模块上传所述目标终端的数据成功；否则，确定所述无线通信模块上传所述目标终端的数据失败。

本实施例中，判断仪表在主动上传时是否失败，可以通过串口通讯指令，当微控制单元接收到模组推送的进入PSM模式成功的指令后，确认为仪表主动上传成功，否则判断为失败。

具体地，微控制单元可以通过串口通讯指令检测模组推送的进入PSM模式是否成功或失败，如果接收到模组推送的进入PSM模式成功的指令后，确定上传成功，则继续检测模组是否处于唤醒状态；如果接收到模组推送的进入PSM模式失败的指令后，确定上传失败，则说明模组推送了进去PSM模式消息而未进入，进而导致模组唤醒，因此，微控制单元可以控制无线通信模块电源控制电路对模组电源进行关断，停止对模组继续供电，保证了低功耗。当需要模组通信时，微控制单元可以控制无线通信模块电源控制电路对模组电源进行接通，对模组继续供电，主动唤醒模组，实现智能仪表与服务器之间的通信。

在一种可能的设计中，所述微控制单元还用于检测所述无线通信模块的电源输出电平，当所述无线通信模块的电源输出电平为高电平，则确定所述无线通信模块处于唤醒状态。

本实施例中，微控制单元与无线通信模块的输出端连接，用于检测无线通信模块的电源输出电平。微控制单元通过软件查询方式检测模组电源输出电平，如果检测到模组电源输出信号输出高电平，判断为模组唤醒。具体地，无线通讯模组(即无线通信模块)唤醒时有串口数据输出的模组，可以通过串口检测是否唤醒，但通过串口数据检测的可靠性低等。

在一种可能的设计中，参见图3所示，图3为本申请再一实施例提供的模组唤醒保护系统的方框示意图。本实施例在上述实施例的基础上，对模组唤醒保护系统进行了详细说明。该模组唤醒保护系统还可以包括：电压检测电路，所述微控制单元与所述无线通信模块通过所述电压检测电路连接。

其中，所述微控制单元还具体用于控制所述电压检测电路检测所述无线通信模块的电源输出电平，确定所述无线通信模块是否处于唤醒状态；所述电压检测电路用于将检测到的用于表示所述无线通信模块是否处于唤醒状态的消息反馈至所述微控制单元；所述微控制单元还用于在接收到用于表示无线通信模块处于唤醒状态的消息时，控制所述无线通信模块的电源关断。

其中，所述电压检测电路，具体用于：检测所述无线通信模块的电源输出电平，当所述无线通信模块的电源输出电平为高电平，则确定所述无线通信模块处于唤醒状态。

本实施例中，电源检测电路的输入端与NB模块的输出端连接，电源检测电路的输出端与MCU连接。电源检测电路可以检测无线通信模块是否唤醒，检测方式可以为检测无线通信模块的电源输出电平，若为高电平，说明模组处于唤醒状态，若为低电平说明模组处于休眠状态或关机状态。当电压检测模块检测出电源输出电平后，将该检测的结果反馈给微控制单元，微控制单元接收该检测的结果，并根据该检测的结果确定是否控制所述无线通信模块的电源关断。比如微控制单元在接收到用于表示无线通信模块处于唤醒状态的消息时，控制所述无线通信模块的电源关断；微控制单元在接收到用于表示无线通信模块处于休眠状态或关机状态时，可以周期性地给电压检测电路供电进行模组唤醒检测。因此，在模组异常唤醒(非MCU主动要求模组唤醒)的情况下，切断模组电源，避免因模组唤醒出现的长期大电流导致影响电池的使用寿命，还解决了因为卡套餐配置问题、其他外界干扰等问题导致模组唤醒，进而导致模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命的问题。

在一种可能的设计中，电压检测电路可以由以下至少三种电路结构以及检测方式实现其功能。

方式1、不限制无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压是否一致(可能存在无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压不一致，比如无线通信模块的电源电压为0～3.8v，微控制单元的输出电压为0～5v，即可能需要电压转换的情况)：参见图4所示，图4为本申请另一实施例提供的模组唤醒保护系统中的电压检测电路的电路图，本实施例在上述实施例的基础上，对电压检测电路进行了详细说明。如图4所示，电压检测电路可以包括第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；所述无线通信模块的输出端通过所述第二电阻分别与所述第一三极管的基极和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第一电阻的一端和所述微控制单元的检测端口连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元的供电端口连接；所述第一电阻的一端通过所述第一电容接地。

其中，所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；所述微控制单元的供电端口用于为所述电压检测电路周期性地提供检测电源。

本实施例中，模组电源输出电平(NB VDD)通过第二电阻R2和第三电阻R3分压后连接到第一三极管Q1的基极，Q1的发射极接地(GND)，Q1的集电极接MCU(即集电极接MCU的检测端口MCU-MAKEUP)用于采集电压进行检测(即用于检测无线通信模块的电源输出电平)，MCU的供电端口(MCU-MAKEUP_PWR_CTL)通过上拉第一电阻R1连接Q1的集电极，为电压采集供电(为电压检测电路周期性地提供检测电源)。当NB VDD为高电平时，MCU-MAKEUP处为低电平。其中，第一电容C1用于保护电压检测电路。

其中，R1、R3的电阻值可以是100k，R2的电阻值可以是10k，C1的容量可以为10nF。Q1可以选用BC817。

方式2、不限制无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压是否一致(可能存在无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压不一致，比如无线通信模块的电源电压为0～3.8v，微控制单元的输出电压为0～5v，即可能需要电压转换的情况)：参见图5所示，图5为本申请再一实施例提供的模组唤醒保护系统中的电压检测电路的电路图，本实施例在上述实施例的基础上，对电压检测电路进行了详细说明。电压检测电路的具体电路与方式1类似，仅仅将方式1中的第一三极管替换为NMOS晶体管。即所述电压检测电路，包括：NMOS晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；所述无线通信模块的输出端通过所述第二电阻分别与所述NMOS晶体管的栅极和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述NMOS晶体管的源极接地，所述NMOS晶体管的漏极分别与所述第一电阻的一端和所述微控制单元的检测端口连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元的供电端口连接；所述第一电阻的一端通过所述第一电容接地；所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；所述微控制单元的供电端口用于为所述电压检测电路提供检测电源。

其中，参见图5所示，NMOS晶体管为Q3，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1均与方式1中的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一电容C1相同，具体的实施方式可以参见方式1中的步骤，在此不再赘述。

方式3、无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压一致，即无需电压转换的情况：参见图6所示，图6为本申请另一实施例提供的模组唤醒保护系统中的电压检测电路的电路图，本实施例在上述实施例的基础上，对电压检测电路进行了详细说明。电压检测电路的具体电路：所述电压检测电路，包括：第五电阻、第六电阻以及第五电容；所述无线通信模块的输出端分别与所述第五电阻的一端和第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，第六电阻的另一端分别与所述微控制单元的检测端口和第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地；所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；其中，无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压一致。

具体地，无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压一致，可以将无线通信模块的电源电压的引脚与微控制单元的输出电压的引脚直连。其中，模组电源输出电平(NB VDD)分别与第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端连接，第五电阻R5的另一端接地(GND)，第六电阻R6的另一端分别与微控制单元的检测端口(MCU-WEKEUP)和第五电容C5的一端连接，第五电容C5的另一端接地(GND)。

在一种可能的设计中，无线通信模块电源控制电路包括：第一开关单元，所述第一开关单元包括第二MOS管和第二二极管，所述第二MOS管的源极与第二二极管的阴极连接，第二MOS管的漏极与第二二极管的阳极连接；所述第二MOS管的源极与所述模组唤醒保护系统的供电电源连接，所述第二MOS管的漏极与所述无线通信模块连接，所述第二MOS管的栅极与所述微控制单元连接。

其中，所述微控制单元用于通过所述第一开关单元控制所述无线通信模块的电源通断。

本实施例中，设置第一开关单元Q2，Q2由一个MOS管和一个二极管构成。其中，MOS管的源极与二极管的阴极连接，作为Q2的第一端；MOS管的漏极与二极管的阳极连接，作为Q2的第二端；MOS管的源极作为Q2的第三端。具体地，Q2的第一端与电源VDD(即模组唤醒保护系统的供电电源)连接，Q2的第二端与模组的输入端(即NB-PWR)连接，为模组提供电源，Q2的第三端与微控制单元的控制端口(即NB-PWR-CTL)连接，使得微控制单元可以通过给Q2的第三端一个电压信号，控制无线通信模块的电源通断。

在一种可能的设计中，参见图7所示，图7为本申请又一实施例提供的模组唤醒保护系统中无线通信模块电源控制电路的电路图，本实施例在上述实施例的基础上，对无线通信模块电源控制电路进行了详细说明。如图5所示，无线通信模块电源控制电路，还可以包括：第二电容、第三电容、第四电容以及第四电阻。

其中，所述第二电容的一端与所述模组唤醒保护系统的供电电源连接，所述第二电容的另一端接地；所述第三电容的一端与所述第二MOS管的源极连接，所述第三电容的另一端通过所述第四电阻与所述微控制单元连接，所述第三电容的另一端还与所述第二MOS管的栅极连接；所述第二MOS管的漏极通过所述第四电容接地。

本实施例中，第二电容C2的一端与VDD连接，第二电容C2的另一端接地，用于提供充放电功能；第二电容C2的一端还分别与第三电容C3的一端以及Q2的第一端连接，第三电容C3的另一端通过第四电阻R4与微控制单元的控制端口连接，第三电容C3的另一端还与Q2的第三端连接；其中，Q2的第二端通过第四电容C4接地，Q2的第二端还与模组的输入端(即NB-PWR)连接。其中，R4的电阻值可以是100k，Q2可以选用WPM3012-3/TP。

具体地，电源VDD通过MOS管给模组供电，MCU通过控制MOS管的导通和关断控制模组电源。

在一种可能的设计中，模组唤醒保护系统还可以包括：电平转换电路，所述微控制单元通过所述电平转换电路与所述无线通信模块连接。

其中，所述电平转换电路用于提供所述微控制单元和所述无线通信模块的工作电压域之间的高低电平转换功能。电平转换电路与所述微控制单元通过串口通讯。

结合图1所示，在实际应用中，为了适用于所有模组，当模组电平与MCU电平不匹配时可通过电平转换电路进行数据交互。其中，该电压检测电路可以为电平转换电路，适用范围广，对于模组与单片机电平不匹配的情况同样适用。

参见图8，图8为本申请实施例提供的模组唤醒保护方法的流程示意图；该方法应用于上述实施例所述的模组唤醒保护系统。所述方法包括：

S801、检测所述无线通信模块上传目标终端的数据是否成功；

S802、若所述无线通信模块上传所述目标终端的数据成功，则控制所述无线通信模块进入低功耗模式，并检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态；

S803、若所述无线通信模块处于唤醒状态，则通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源关断。

本实施例中，以目标终端为智能仪表为例，为了保证低功耗和提高通信性能，智能仪表可以采用PSM模式与服务器通信。在实际应用中，可能存在模组(即无线通信模块)推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，导致模组处于唤醒状态，为了检测是否存在模组(即无线通信模块)推送了进去PSM模式消息而未进入的情况，导致模组处于唤醒状态的情况，微控制单元可以通过检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否失败，来判断模组是否处于唤醒状态。在微控制单元检测到无线通信模块上传所述目标终端的数据失败后，说明模组处于唤醒状态，微控制单元可以控制无线通信模块的电源关断，在微控制单元检测到无线通信模块上传所述目标终端的数据成功后，说明模组进入了PSM模式，进而检测模组是否处于唤醒状态，若模组处于唤醒状态，微控制单元可以控制无线通信模块的电源关断，因此，通过软件直接检测模组唤醒的方式，硬件上结构简单，成本低。

其中，具体实施例方式可以参见图2对应的实施例的方式，在此不再赘述。

本实施例提供的模组唤醒保护方法，通过微控制单元及时检测是否存在在无线通信模块推送了进入PSM模式消息而未进入的情况，进而在确保进入了PSM模式即确保并非因为未进入PSM模式而导致无线通信模块唤醒的情况下，确保在无线通信模块唤醒时，能够及时关断线通信模块的电源，进而防止大电流事件影响无线通信模块的性能以及电池的寿命。

在一种可能的设计中，结合图3所示，所述模组唤醒保护系统还包括：电压检测电路，所述微控制单元与所述无线通信模块通过所述电压检测电路连接；所述检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态，可以通过以下步骤实现：

步骤a1、控制所述电压检测电路检测所述无线通信模块的电源输出电平；

步骤a2、若所述无线通信模块的电源输出电平为高电平，则确定所述无线通信模块处于唤醒状态。

在一种可能的设计中，所述通过所述无线通信模块电源控制电路，控制所述无线通信模块的电源通断，可以通过以下步骤实现：

步骤b1、接收电压检测电路发送的用于表示所述无线通信模块是否处于唤醒状态的消息；

步骤b2、根据所述用于表示无线通信模块处于唤醒状态的消息，控制所述无线通信模块的电源关断。

本实施例中，电源检测电路可以检测无线通信模块是否唤醒，检测方式可以为检测无线通信模块的电源输出电平，若为高电平，说明模组处于唤醒状态，若为低电平说明模组处于休眠状态或关机状态。当电压检测模块检测出电源输出电平后，将该检测的结果反馈给微控制单元，微控制单元接收该检测的结果，并根据该检测的结果确定是否控制所述无线通信模块的电源关断。比如微控制单元在接收到用于表示无线通信模块处于唤醒状态的消息时，控制所述无线通信模块的电源关断；微控制单元在接收到用于表示无线通信模块处于休眠状态或关机状态时，可以周期性地给电压检测电路供电进行模组唤醒检测。因此，在模组异常唤醒(非MCU主动要求模组唤醒)的情况下，切断模组电源，避免因模组唤醒出现的长期大电流导致影响电池的使用寿命，还解决了因为卡套餐配置问题、其他外界干扰等问题导致模组唤醒，进而导致模组唤醒出现长期大电流从而影响电池寿命的问题。

具体地，参见图9所示，图9为本申请实施例提供的模组唤醒保护系统实现模组唤醒保护的流程示意图。其中，智能仪表采用PSM模式与服务器通信，首先判断仪表在主动上传时是否失败，当仪表在主动上传失败时，单片机通过NB模块电源控制电路关断模组电源；当仪表在主动上传成功时，通过电压检测模块检测模组是否唤醒，若唤醒，则单片机通过NB模块电源控制电路关断模组电源；若未唤醒，模组进入休眠状态(模组一直供电)；在模组处于休眠状态时，若电压检测电路检测到模组唤醒，则关断模组电源，否则模组一直处于休眠状态，直到MCU下次主动要求模组唤醒。

在实际应用中，电压检测模块可替换成模组电源输出引脚直接连接至单片机I/O口，软件上通过检测模组电源输出电平的AD值判断模组是否唤醒，通过软件直接检测AD值的方式检测模组唤醒，硬件上结构简单，成本低；通过软件结合硬件的方式，能够保证低功耗；电压检测可采用中断的方式进去判断，响应速度更快。

本申请通过控制模组电源解决模组唤醒的大功耗问题，简单有效的解决了模组异常唤醒导致的大电流问题，提高通信性能的同时提高了电池的使用寿命；利用软件控制MOS管开关控制模组电源模块，硬件结构简单，成本低；电压检测通过查询方式检测模组有无异常唤醒，功耗低，抗干扰能力强；通过软件和硬件结合方式检测模组异常唤醒，可靠性高；该电压检测电路为电平转换电路，适用范围广，对于模组与单片机电平不匹配的情况同样适用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种模组唤醒保护系统，其特征在于，包括：微控制单元、无线通信模块以及无线通信模块电源控制电路；

所述微控制单元分别与所述无线通信模块电源控制电路和所述无线通信模块连接，所述无线通信模块与所述无线通信模块电源控制电路连接；

所述无线通信模块用于将目标终端的数据上传至目标系统，所述目标终端和所述目标系统通过所述无线通信模块进行通信；

所述微控制单元用于检测所述无线通信模块上传所述目标终端的数据是否成功，并检测所述无线通信模块是否处于唤醒状态；所述微控制单元还用于通过所述无线通信模块电源控制电路控制所述无线通信模块的电源通断。

2.根据权利要求1所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述系统还包括：电压检测电路，所述微控制单元与所述无线通信模块通过所述电压检测电路连接；

所述电压检测电路用于检测所述无线通信模块的电源输出电平；所述电压检测电路还用于将检测到的用于表示所述无线通信模块是否处于唤醒状态的消息反馈至所述微控制单元。

3.根据权利要求2所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述电压检测电路，包括：第一三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；

所述无线通信模块的输出端通过所述第二电阻分别与所述第一三极管的基极和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极分别与所述第一电阻的一端和所述微控制单元的检测端口连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元的供电端口连接；所述第一电阻的一端通过所述第一电容接地；

所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；

所述微控制单元的供电端口用于为所述电压检测电路提供检测电源。

4.根据权利要求2所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述电压检测电路，包括：NMOS晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一电容；

所述无线通信模块的输出端通过所述第二电阻分别与所述NMOS晶体管的栅极和所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述NMOS晶体管的源极连接，所述NMOS晶体管的源极接地，所述NMOS晶体管的漏极分别与所述第一电阻的一端和所述微控制单元的检测端口连接，所述第一电阻的另一端与所述微控制单元的供电端口连接；所述第一电阻的一端通过所述第一电容接地；

所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；

所述微控制单元的供电端口用于为所述电压检测电路提供检测电源。

5.根据权利要求2所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述电压检测电路，包括：第五电阻、第六电阻以及第五电容；所述无线通信模块的输出端分别与所述第五电阻的一端和第六电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，第六电阻的另一端分别与所述微控制单元的检测端口和第五电容的一端连接，所述第五电容的另一端接地；

所述微控制单元的检测端口用于检测无线通信模块的电源输出电平；

其中，无线通信模块的电源电压与微控制单元的输出电压一致。

6.根据权利要求3所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述无线通信模块电源控制电路，包括：第一开关单元，所述第一开关单元包括第二MOS管和第二二极管，所述第二MOS管的源极与第二二极管的阴极连接，第二MOS管的漏极与第二二极管的阳极连接；所述第二MOS管的源极与所述模组唤醒保护系统的供电电源连接，所述第二MOS管的漏极与所述无线通信模块连接，所述第二MOS管的栅极与所述微控制单元连接；

所述微控制单元用于通过所述第一开关单元控制所述无线通信模块的电源通断。

7.根据权利要求6所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，无线通信模块电源控制电路，还包括：第二电容、第三电容、第四电容以及第四电阻；

所述第二电容的一端与所述模组唤醒保护系统的供电电源连接，所述第二电容的另一端接地；

所述第三电容的一端与所述第二MOS管的源极连接，所述第三电容的另一端通过所述第四电阻与所述微控制单元连接，所述第三电容的另一端还与所述第二MOS管的栅极连接；

所述第二MOS管的漏极通过所述第四电容接地。

8.根据权利要求1-7任一项所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述系统还包括：电平转换电路，所述微控制单元通过所述电平转换电路与所述无线通信模块连接；

所述电平转换电路用于提供所述微控制单元和所述无线通信模块的工作电压域之间的高低电平转换功能。

9.根据权利要求8所述的模组唤醒保护系统，其特征在于，所述电平转换电路与所述微控制单元通过串口通讯。

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