nRF9151-DK开发套件LTE省电模式实测与优化

1. Nordic nRF9151-DK开发套件与LTE省电模式概述

作为一名长期从事低功耗物联网设备开发的工程师，我深知电池寿命对终端产品的重要性。nRF9151-DK作为Nordic Semiconductor推出的蜂窝物联网开发套件，支持LTE-M和NB-IoT两种低功耗广域网协议，其省电特性直接关系到设备在野外的续航能力。

在实际项目中，我们经常面临这样的困境：设备需要数年甚至十年不更换电池，但同时又要保持一定的网络可达性。这就需要对PSM（Power Saving Mode）和eDRX（extended Discontinuous Reception）这两种核心省电机制有透彻理解。通过本次实验，我将分享如何通过nRF9151-DK开发板实测不同配置下的功耗表现，这些数据对实际产品设计具有直接参考价值。

2. 实验环境搭建与测量方法

2.1 硬件配置详解

实验采用nRF9151-DK开发板作为被测设备，其核心是nRF9160 SiP模块，集成Arm Cortex-M33应用处理器和多模LTE调制解调器。测量仪器选用Otii Ace Pro，这是一款专为低功耗设备优化的高精度电源分析仪，电流测量分辨率可达100nA。

硬件连接需要注意几个关键点：

• 使用Otii Ace Pro的GPIO2引脚连接开发板的VDD测点
• 开发板跳线设置为"VDD"测量模式
• 确保所有接地连接可靠，避免测量噪声

重要提示：测量前务必确认开发板供电电压与Otii输出匹配（典型3.7V），错误的电压设置会导致测量结果失真。

2.2 固件选择与配置

Nordic提供了两种测试固件：

1. AT命令固件（持续开启UART日志）
2. Shell命令行固件（可关闭UART）

我们主要使用第二种固件，因为：

• 支持通过"uart disable"命令关闭调试接口
• 提供更接近量产的环境
• 避免UART带来的额外功耗（约600μA）

刷写固件时需注意：

bash复制nrfjprog --program merged.hex --chiperase --reset

这个命令会完整擦除芯片并写入新固件，确保测试环境干净。

2.3 自动化测试脚本优化

相比前次研究，本次测试脚本做了重要改进：

1. 增加启动状态检