如何快速打造一款超低功耗智能电表!

2016-09-05 13:52:10来源: 世强
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,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,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 RAM,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,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,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: 
 
 
 
 

关键字:低功耗  微处理器  RENESAS

编辑:王凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/article_2016090510478.html
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