智能電表解決方案解析

智能電表是智能電網(wǎng)的智能終端，它已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的電能表，除了具備傳統(tǒng)電能表基本用電量的計量功能以外，為了適應智能電網(wǎng)和新能源的使用，它還具有雙向多費率計量功能、用戶端控制功能、多種數(shù)據(jù)傳輸模式的雙向數(shù)據(jù)通信功能、防竊電功能等智能化的功能，智能電表代表著未來節(jié)能型智能電網(wǎng)最終用戶智能化終端的發(fā)展方向。

下圖1為智能電表應用框圖，該方案基于瑞薩的MCU R5F100PJ，符合Q/GDW 1354—2013智能電能表功能規(guī)范、Q/GDW 1356—2013三相智能電能表型式規(guī)范、Q/GDW 1827－2013 三相智能電能表技術(shù)規(guī)范、Q/GDW 1365—2013智能電能表信息交換安全認證技術(shù)規(guī)范，硬件設計為：模塊可選、CPU卡可選、開關(guān)內(nèi)置外置可選、兼容SP3W/3P4W。具有豐富的狀態(tài)指示、分時計量、多費率、歷史數(shù)據(jù)、事件記錄存儲、自檢、糾錯、報警、多種通訊接口及停電抄讀、多級密碼保護、主動上報等功能。

圖1：國網(wǎng)智能三相費控電能表原理框圖

RL78是瑞薩電子推出的新一代低功耗微控制器，結(jié)合了78K0R的優(yōu)秀CPU性能，以及R8C和78K功能優(yōu)越的芯片外設功能。比先前的微控制器提供更高的性能和更低的能耗， 其中RL78/G13系列R5F100PJ 是瑞薩電子公司面向中國智能三項費控電能表所設計的一款高性能、超低功耗MCU。其資源豐富，性價比高，超低功耗，在智能三相表行業(yè)應用廣泛，基本特性如下：

66uA/MHz

0.92uA @32.768kHz HALT模式，RTC、WDT 、LCD工作

0.57uA @STOP模式，RTC、WDT、LCD工作

處理器性能1.27DMIPS/MHz

單周期執(zhí)行指令，最快指令時間為0.04167us @24MHz，低速30.5us @32.768kHz

256k flash，20k RAM，8k Dataflash，92個GPIO

ADC和串行接口可在STOP模式下操作

內(nèi)置高速晶振（CPU最高24MHz，精度為±1% ）

獨立低速晶振（15KHz）

內(nèi)置硬件RTC

內(nèi)置硬件乘除法器

內(nèi)置蜂鳴器驅(qū)動

內(nèi)置1.45V參考電壓

內(nèi)置低電壓檢測

內(nèi)置串行通信（UART， I2C， CSI）

內(nèi)置片上調(diào)試功能

寬電壓工作（1.6V~5.5V）

智能電表在能源互聯(lián)網(wǎng)中承擔載體的作用。在未來的能源市場分配中起著不可或缺的作用。智能電表是綜合利用互聯(lián)網(wǎng)和電網(wǎng)通信系統(tǒng)設施，構(gòu)建具有帶寬保障，海量計算和靈敏反應能力的信息基礎(chǔ)。