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如何快速打造一款超低功耗智能电表!

作者:世强2016.09.08阅读 1578

  随着美国政府智能电网概念的提出,中国紧跟着提出坚强智能电网,集信息化、数字化、自动化、互动化为一体,加强快速建立坚强可靠,经济高效,清洁环保的智能电网。
  当前国内智能电表属于AMR(远程自动抄表)表计控制工程网版权所有,仅能单向作业,满足远程自动抄表的需求,属于智能电表中智能化程度较低的产品。未来的智能电表要求不仅是可以在控制结算中心对电表实施远程管理、控制收费,而且还能够显示电力信息、气象信息等多种信息,是一种双向多用的网络终端,以构成AMI(高级计量体系)系统。


  智能电网是个庞大的系统工程,由于应用环境以及测试系统还不够完善、成熟www.cechina.cn,在使用和运行过程中,还需进行硬件和软件的升级固化,最终形成完善成熟的智能表计和集抄;智能电网的增长趋势将持续,任重而道远! 
  智能电能表的主要构成:
  ●计量:单/三相计量芯片,可计量电压、电流、功率、功率因数、谐波;
  ●主控:1.MCU 2.半SOC 3.全SOC
  ●显示:LCD driver
  ●时间:1.EPSON 、2.DALAS 、3. 32.768kHz+NTC
  ●存储:1.EEPROM、 2.Flash 、3. FRAM
  ●通讯:1.RS485 、2.红外、3.PLC 、4.GPRS、 5.Wireless
  ●加密:ESAM+CPU
  ●电源:线性变压器+LDO/DC-DC、开关电源
  ●保护器件:压敏电阻、热敏电阻、TVS
  智能单相表(2级单相费控智能表-带模块/不带模块,CPU卡/不带CPU卡)总共可拆分为8种表型,但总体资源按照远程/本地列比如下:
  1.远程费控(带模块/不带模块):

  ●计量:一路SPI;
  ●通信:一路红外,一路RS485,一路载波;
  ●安全加密:一路ESAM;
  ●存储:一路I2C;
  ●液晶显示:LCD 4*36;
  ●RTC:温度补偿,精度±0.5s/d;
  2.本地费控(带模块/不带模块):
  ●计量:一路SPI;
  ●通信:一路红外,一路RS485,一路载波;
  ●安全加密:一路ESAM,一路 CPU卡;
  ●存储:一路I2C;
  ●液晶显示:LCD 4*36;
  ●RTC:温度补偿,精度±0.5s/d;
  世强代理的RENESAS 推出了新一代低功耗、高性能、16位MCU R7F0C004,这款MCU集成了高精度的RTC和LCD驱动器。MCU的资源特性包括:RL78内 核,24MHz±1%/1.27DMIPS,128K flash,8k RAMwww.cechina.cn,UART*4,ISO7816*2、8/10bit ADC*4,CMP,IIC*2,DMA*4,WDT,POR,LVD;该单片机集成的高精度RTC最小误差为±0.48ppm(±0.041s/d), 最小补偿单位是0.96ppm,且时间及补偿寄存期有保护机制;还集成了51*4或47*8段数的LCD驱动CONTROL ENGINEERING China版权所有,且内置电荷泵,可产生2.7 V至5.25 V驱动电压;R7F0C004的超低功耗特性则包括:低于1uA的静态功耗;宽电压供电:1.6 V至5.5V;
  在资源 需求方面:R7F0C004具有4ch硬件UART,1ch硬件SPI,2ch硬件ISO7816,程序处理方便高效,代码量更简练;内置硬件RTC,支 持闰年识别,高精度补偿输出,可保持1s精准;大电流IO口/N-ch漏极开漏端口,可直接驱动LED,从而节省外围三极管等器件;
  R7F0C004 智能单相电表整体方案功能及特点如下:采用超低功耗的MCU,内置高精度振荡器,无需外接振荡器;LCD显示,拥有轮显/键显功能;采用内部独立硬件时钟 芯片,芯片具备自动温补、日历、闰年自动切换功能;兼备红外通信接口、RS485和载波三种双向数据通讯方式,支持远程抄读数据,主动上报www.cechina.cn,预付费,拉合 闸功能。另外,本方案在不同模式中功耗数据的参考如所示:

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