水表/超声水表市场涌现,TI用MCU和无线厉兵秣马

2017-10-12 14:40:12编辑:李强 关键字:TI  MCU

  继前一二十年的电表热之后,随着物联网的兴起,水表也在改头换面,成为新的热潮。据统计,全球目前共部署了约15亿块水表。全球智能水网络市场的营收将从2016年的26亿美元增长到2025年的72亿美元。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关内容吧。

  水表市场:十年将增长2.7倍

  继前一二十年的电表热之后,随着物联网的兴起,水表也在改头换面,成为新的热潮。据统计,全球目前共部署了约15亿块水表。全球智能水网络市场的营收将从2016年的26亿美元增长到2025年的72亿美元。仅在美国市场,超过80%的美国供应商以投资或计划投资智能水表的基础设施,以提高运营效率并减少水损失。

图:传统机械水表目前占据大部分市场

  水表市场的痛点是:由于不适当和不准确的感测和测量,水务公司配送的供水损失高达30%。另外与同样庞大的电表市场不同,水务公司通常是本地化的,规模较小、数量较多,为了降低成本,他们十分迫切需要依靠AMR(自动仪表读数)降低运营成本。不过,与完成智能电表安装相比,AMR模块的部署成本更低,因此基于标准的无线通信网络/物联网可轻松实现网络运行,降低成本。

图:超声波电子式水表(图片来源:TI公司)

  超声波水表的研发新开工项目增长快

  而目前大部分水表是机械表,电子式正有取代机械表的趋势。

  电子式分两类。一种严格地称是半机械式,即机械表的活动部件会使用机械感测,例如使用电感电容器(LC)、巨磁电阻(GMR)、隧道式磁阻(TMR)或霍尔效应传感器捕获螺旋桨或叶轮的运动,然后转换成数据并传递给测量单元。由于有活动部件,所以可能会出现磨损和不准确的情况。因此这些仪表的寿命普遍较短(不到7年),并且不能检测到低流量或小泄漏。同时会有污染、污垢积聚及部件老化也会影响测量精度,因此需要定期校准。

  纯电子式的往往是超声波传感器。目前尽管市场出货量还不大,但是新开工的项目中此方案较多。因为该方法避免了上述几个问题,实现了1%的精度,具有较长使用寿命(>10年),可以方便地检测不同成分的液体或气体,并调整介质和管道腐蚀污染的影响,另外由于没有活动部件,无需重新校准。不过,相比半机械式,超声波方案的成本较高。

  TI带来针对超声波水表检测的首款MCU

  近日TI在京召开新闻发布会,宣布推出更精确的智能水表单芯片超声波感应微控制器(MCU)——MSP430FR6047。特点是来自TI的超低功耗MSP430家族,带有集成超声波感应模拟前端,能够提高智能水表的精度并降低其能耗。

  具体地,新型MSP430FR6047 MCU系列使开发人员能够利用完整的波形捕获功能和基于模数转换器(ADC)的信号处理,为流量计增加更多智能特性。相较于竞争对手的器件,这种技术可以更准确地进行测量,零漂平均值为25皮秒或更低,标准差为32皮秒或更低,因此可以检测到低于1升/小时的流速。此外,集成的MSP430FR6047器件可以将水表系统组件数量减少50%,功耗降低25%,在不为电池充电的情况下,水表能够运行10年或更长时间。新型MCU还集成了一个用于高级信号处理的低能量加速器模块、256 KB的铁电随机存取存储器(FRAM)、液晶显示器(LCD)驱动器和计量测试接口。

  TI中国区MSP微控制器业务拓展经理刁勇先生称,MSP430FR6047是TI第一款超声波检测芯片,特点是MCU资源十分丰富,一颗芯片就足够了,而且超低功耗(约3uA),实现滴漏测量。

  具体地,友商产品往往是用一颗芯片专门做超声波计量,TI把它集成进来,即把DSP模块(LEA)加进来。超声波测量的关键点是飞行时间(TOF)测量,即安装在流管内部或外部的一对或多对超声波传感器可以用来测量TOF,而水管粗细并不重要。因此难点是在算得准的情况下实现功耗低,这就要求算得快,普通MCU算得没那么快,因而功耗居高不下,FR6047芯片集成了低功耗加速器(LEA),比Cortex-M0核快40倍。另外值得称道的是FRAM,采用了TI最大容量256KB,因此存储资源丰富。而友商的一颗MCU资源有时只有几十KB、并缺少液晶显示器(LCD)驱动器和计量测试等接口,因此需要多颗MCU实现。

  FR6047芯片小批量时9.99美元,这个价格是否有些高?实际上,这是在批量1K以下。其实价格是比较合理的,因为通常一个模拟前端方案成本就已达3美元。

  TI的水表及流量表

  为何TI还推出名为“MSP430超声波感应设计中心”的开发生态系统?因为超声波设计很复杂,各自来水公司的要求不同,因此TI提供相应的软件和工具,使开发人员可几个月内产品上市。

  实际上,TI有完整的水表产品线,涵盖半机械式到全电子式。并且也可以做其他测量,诸如气体,但是气体密度低,测量难度加大。

  上文说到MSP430FR6047是超声波计量家族的第一款产品,那么今后的产品路线图如何?刁勇先生透露,下一代新产品将是提高ADC精度,以便测量气体;另外还可能把FRAM容量做得小一些,以降低成本。

  此次发布会上,TI还推出两款新型参考设计,使客户可以更轻松地设计模块,并为现有机械水表新增自动抄表功能(AMR)。

  1. 具有感应传感能力的新型低功耗水流测量参考设计是一种紧凑的解决方案,用于对低功耗机械流量计进行电能测量,延长电池寿命。由单芯片SimpleLink™双频带CC1350无线MCU启用,该参考设计还能够使设计人员为AMR网络添加双频无线通信。

  2. 第二个新型参考设计是基于SimpleLink™ Sub-1 GHz CC1310无线MCU的超低功耗解决方案。低功耗无线M-Bus通信模块参考设计采用TI的无线M-Bus软件堆栈,并支持868 MHz频段内的所有无线M-Bus操作模式。该参考设计可提供一流的功耗和灵活性,支持跨多个地区的无线M-Bus部署。

  小结

  水表市场正在兴起,半机械式/螺旋桨或叶轮式成本较低;超声波测量法成本较高,但精度高。此外AMR也需要更多的无线通信能力。TI厉兵秣马,已备好各种方案。

    以上是关于嵌入式中-水表/超声水表市场涌现,TI用MCU和无线厉兵秣马的相关介绍,如果想要了解更多相关信息,请多多关注eeworld,eeworld电子工程将给大家提供更全、更详细、更新的资讯信息。

关键字:TI  MCU

来源: 电子产品世界 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qrs/article_2017101239451.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:2017年IPC手工焊接世界冠军赛将在德国慕尼黑电子展上举行
下一篇:R&S公司将参展第15届中国国际半导体博览会暨高峰论坛

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

STM32F103的SysTick使用方法

写下来,方便以后用。void SysTick_Configuration(void){  /* Setup SysTick Timer for 10 msec interrupts  */  if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100))                //SysTick配置函数  {     /* Capture error */ 
发表于 2018-07-20 21:06:43

STM32 SysTick定时器做延时函数

在STM32中延时函数用的非常广泛,具体延时函数怎么使用,下面我们来进行想详解,本文主要介绍采用SysTick计时器来实验系统延时:原理介绍:SysTick计时器是一个24位的倒计数定时器,主要用来做操作系统的定时器,每来一个时钟周期计数减1,当计数到0时,他就会自动从LOAD寄存器中自动重装设置的初值,操作时只要不把CTRL寄存器中的ENABLE位清0,它就永远不会停止,即使在睡眠状态他也还是在继续奋斗。配置代码如下:static u8  fac_us=0;//us延时倍乘数static u16 fac_ms=0;//ms延时倍乘数//初始化延迟函数//SYSTICK的时钟固定为HCLK时钟的1/8//SYSCLK
发表于 2018-07-20 21:04:44

STM32F407ZGT6使用Systic定时器实现延时

预备知识        STM32F4的系统滴答计时器的介绍及其说明。时间有限,这里点到为止,详情自行百度。        延时的原理:                        因为在 ucos 下 systick 不能再被随意更改,如果我们还想利用 systick 来做
发表于 2018-07-20 20:21:48

STM32中,systick具体延时时间计算

/*****************************************************************************  STM32单片机SysTick系统滴答定时器实验程序********************************************************************************/#ifndef                _SYSTICK_H#define  
发表于 2018-07-20 20:11:33

使用SysTick的普通计数模式对延迟进行管理

/*************delay.h*************************/#ifndef __DELAY_H#define __DELAY_H   #include <stm32f10x_map.h>  ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //ALIENTEK STM32开发板//使用SysTick的普通计数模式对延迟进行管理//包括delay_us,delay_ms//正点原子@ALIENTEK//技术论坛
发表于 2018-07-20 20:06:39

STM32系统学习——SysTick(系统定时器)

SysTick系统定时器是属于CM3内核中的一个外设,内嵌在NVIC(嵌套向量中断控制器,控制整个芯片中断相关的功能,它与内核紧密藕合,是内核中的一个外设)中。系统定时器是一个24位的向下递减的计数器,计数器每计数一次的时间为1/SYSCLK,一般我们设置系统时钟SYSCLK为72MHZ,当重装载数值寄存器的值递减为0时,系统定时器就产生一次中断,以此循环往返。 因为SysTick是属于CM3内核的外设,所以所有基于CM3内核的单片机都具有这个系统定时器,这使得软件在CM3单片机中可以很容易被移植。系统定时器一般用于操作系统,用于产生时基,维持操作系统的心跳。一、SysTick寄存器介绍 SysTi
发表于 2018-07-20 20:04:30

小广播

何立民专栏

单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved