如何快速打造一款超低功耗智能電表!

隨著美國政府智能電網(wǎng)概念的提出，中國緊跟著提出堅強智能電網(wǎng)，集信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為一體，加強快速建立堅強可靠，經(jīng)濟高效，清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)。

當前國內(nèi)智能電表屬于AMR(遠程自動抄表)表計，僅能單向作業(yè)，滿足遠程自動抄表的需求，屬于智能電表中智能化程度較低的產(chǎn)品。未來的智能電表要求不僅是 可以在控制結(jié)算中心對電表實施遠程管理、控制收費，而且還能夠顯示電力信息、氣象信息等多種信息，是一種雙向多用的網(wǎng)絡終端，以構(gòu)成AMI(高級計量體系)系統(tǒng)。

智能電網(wǎng)是個龐大的系統(tǒng)工程，由于應用環(huán)境以及測試系統(tǒng)還不夠完善、成熟，在使用和運行過程中，還需進行硬件和軟件的升級固化，最終形成完善成熟的智能表計和集抄;智能電網(wǎng)的增長趨勢將持續(xù)，任重而道遠!

智能電能表的主要構(gòu)成：

•計量：單/三相計量芯片，可計量電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波;

•主控：1.MCU 2.半SOC 3.全SOC

•顯示：LCD driver

•時間：1.EPSON 、2.DALAS 、3. 32.768kHz+NTC

•存儲：1.EEPROM、 2.Flash 、3. FRAM

•通訊：1.RS485 、2.紅外、3.PLC 、4.GPRS、 5.Wireless

•加密：ESAM+CPU

•電源：線性變壓器+LDO/DC-DC、開關(guān)電源

•保護器件：壓敏電阻、熱敏電阻、TVS

智能單相表(2級單相費控智能表-帶模塊/不帶模塊，CPU卡/不帶CPU卡)總共可拆分為8種表型，但總體資源按照遠程/本地列比如下：

1.遠程費控(帶模塊/不帶模塊)：

•計量：一路SPI;

•通信：一路紅外，一路RS485，一路載波;

•安全加密：一路ESAM;

•存儲：一路I2C;

•液晶顯示：LCD 4*36;

•RTC：溫度補償，精度±0.5s/d;

2.本地費控(帶模塊/不帶模塊)：

•計量：一路SPI;

•通信：一路紅外，一路RS485，一路載波;

•安全加密：一路ESAM，一路 CPU卡;

•存儲：一路I2C;

•液晶顯示：LCD 4*36;

•RTC：溫度補償，精度±0.5s/d;

世強代理的RENESAS 推出了新一代低功耗、高性能、16位MCU R7F0C004，這款MCU集成了高精度的RTC和LCD驅(qū)動器。MCU的資源特性包括：RL78內(nèi) 核，24MHz±1%/1.27DMIPS，128K flash，8k RAM，UART*4，ISO7816*2、8/10bit ADC*4，CMP，IIC*2，DMA*4，WDT，POR，LVD;該單片機集成的高精度RTC最小誤差為±0.48ppm(±0.041s/d)， 最小補償單位是0.96ppm，且時間及補償寄存期有保護機制;還集成了51*4或47*8段數(shù)的LCD驅(qū)動，且內(nèi)置電荷泵，可產(chǎn)生2.7 V至5.25 V驅(qū)動電壓;R7F0C004的超低功耗特性則包括：低于1uA的靜態(tài)功耗;寬電壓供電：1.6 V至5.5V;

在資源 需求方面：R7F0C004具有4ch硬件UART，1ch硬件SPI，2ch硬件ISO7816，程序處理方便高效，代碼量更簡練;內(nèi)置硬件RTC，支 持閏年識別，高精度補償輸出，可保持1s精準;大電流IO口/N-ch漏極開漏端口，可直接驅(qū)動LED，從而節(jié)省外圍三極管等器件;

R7F0C004 智能單相電表整體方案功能及特點如下：采用超低功耗的MCU，內(nèi)置高精度振蕩器，無需外接振蕩器;LCD顯示，擁有輪顯/鍵顯功能;采用內(nèi)部獨立硬件時鐘 芯片，芯片具備自動溫補、日歷、閏年自動切換功能;兼?zhèn)浼t外通信接口、RS485和載波三種雙向數(shù)據(jù)通訊方式，支持遠程抄讀數(shù)據(jù)，主動上報，預付費，拉合 閘功能。另外，本方案在不同模式中功耗數(shù)據(jù)的參考如所示：