【48812】新一代智能计量外表详解

  自德州仪器 (TI) 初次推出 16 位 MSP430 微操控器以来，超低功耗 (ULP) 微操控器 (MCU) 已风行了至少 20 年。从那时起，超低功耗处理方案即在传感器、计量和品种十分之多的电池供电型设备(如血糖仪、温度计、手表等)范畴呈漫山遍野之势延伸，验证了 ULP 体系办法是前途无量的绝佳战略。

  超低功耗技能已扩展至 RF 收发器、传感器、MCU 以及适用于电池供电型运用的一切类型芯片产品。相同，只要显着下降半导体产品的功耗，才有机会在平板电脑和智能手机等许多消费类运用中广泛选用无线技能。

  人们遍及意识到，未来全球性添加的良机将花落智能电网商场，这中心还包含燃气表、热表、水表、电表、热量分配表等计量和辅佐计量设备，以及可从计量设备搜集信息的智能电网家庭网关、数据集中器和数据搜集器。智能电网和家域网 (HAN) 的联袂携手既有望使公用设施下降顶峰电力需求(而这反过来又有助于削减兴修新电厂的需求)，也有望经过家庭主动化为顾客节约本钱并添加舒适感。

  本文介绍了最佳超低功耗 MCU、最高功用 RF 收发器(合适低于 1GHz 的通讯)与高档电源体系处理方案的强强联手怎么能助推新一代智能计量外表走红欧洲表里。此外，欧洲 wM-Bus 协议栈的日趋老练和最新开展也为电池供电型燃气表、水表和热表的大规模布置敞开了新机遇的大门。

  本文还介绍了怎么选用 868MHz 与 169MHz 频段的盛行版 wM-Bus RF 通讯为欧洲商场构建智能外表(燃气表、水表、热表)模块;并就怎么实施与优化燃气表、水表和热表的 wM -Bus处理方案供给了实用性主张。

  明显，比起频段为 868 MHz、发射功率为 +25mW( 等于 +14dBm )的现有 wM-Bus 处理方案，频段为 169MHz、发射功率为 +27dBm 的低本钱 RF 链接能供给更杰出的掩盖规模(见图 1)。请注意，“旧型”T 形式与“新式”C 形式各选用两种不同的频率，一种用于外表至数据搜集器方向，另一种则用于从数据搜集器至外表方向的链接。

  在欧洲人口密布区域布置智能外表时，因为高楼大厦树立，多重混凝土与砖墙挡在不同的 RF 节点之间，导致 RF 环境极为晦气，所以 RF 计量处理方案的掩盖规模是有待处理的最大难题。事实上，现有的 ZigBee SE1.1 产品在英国城市区域未能供给满足的城市掩盖规模，这正是根据 Zigbee® 的 2.4GHz 处理方案的首要缺陷。频段为 169MHz 的新一代 wM-Bus 发动型智能外表意图是要处理在意大利或法国等国家的掩盖规模问题。

  扩展 169MHz RF 链接的掩盖规模可避开运用中继器并去除外表的重复功用，然后简化体系架构，下降网络的总本钱。功用较少意味着软件的复杂度有所下降，因而对计量节点的闪存和 RAM 容量要求就更低，也就缩短了产品的开发和认证流程。

  还规则了二次通讯链接，选用 4 GFSK 调制方法，速率能到达 19.2kbps，意图是在可选的多跳链接(图 2)中优化数据吞吐量。

  在法国对 169MHz 体系的现场测验现已证明，可达掩盖规模的拓展能明显简化网络架构。跟着 169MHz 数据搜集器的合理布置，在欧洲完成无中继器的智能电网已不再是天方夜谭。

  图 3 展现了新式 wM-Bus 的 N 形式，这个 169MHz 的窄带处理方案将是未来几个欧洲国家燃气表和水表装置的抱负挑选。

  在如今的燃气表中，传感部分(图 4)可陈述流量吞吐量(常经过一个舌簧开关)以及切当的燃气压力和温度测量值。MCU 主模块则处理传感器数据，并将燃气流量调理成标准化的数量以供客户计费之需。

  通常情况下，还有一个可长途(如经过 wM-Bus 链接)操控的电动阀。此外，在一些国家也要求有预付费选项。