【应用】采用110nA超低功耗无线MCU Si102x,Si103x的智能仪表嵌入式控制方案
SILICON LABS新推出Si102x/Si103x系列无线MCU，基本架构如图1所示。该元件结合了微控制器（MCU）和无线收发器的功能，睡眠状态下电流损耗低至110nA，并提供低功耗、高集成度的嵌入式控制解决方案，非常适合智能仪表的应用设计，因此将带来能源利用的额外机遇和节约资源的能力。
Si102x/Si103x还配备了EZRadioPRO收发器，工作频率为240MHz~960MHz，灵敏度高达-121dBm，便于为智能仪表建立通信链接，从而实现远程获取采集数据，大大简化了抄表和计费流程。同时，通信链路之间形成物联网，随之而来的是爆发式的应用增长，推动能源计量、计价和消费方式转变。能源计量生态系统可以对多种形式的能源进行监控和控制，包括燃气、水、电力和热能，有效提高能源的利用效率。
图1 Si102x/Si103x高集成度控制和连接方案
公用仪表类型
广泛意义上来说，计量设备分为三种类型：第一种为电表，用于计量用户消耗的电能；第二种是测量流体的消耗，比如水、天然气或燃油；第三种仪表用于计量热能的消耗，通常是指热量表或热分配表。
电表在功能上可以分为两个区域：计量/测量功能、通讯子系统。计量功能主要受区域和仪表类型的影响，其他因素还包括测量的相数、精度、不同使用时间内的速率、通信层安全等级。主要测量用户消耗的电能、负载功率因数、电能消耗时间，并且支持多速率计量，测量结果依赖多种传感器技术。此外，这些仪表通常从主电源获取电能，因此需要一个备用电源，比如电池或超级电容，在断开或服务中断情况下保证仪表正常工作。
燃气表和水表的设计方案如图2所示，通常采用电池供电，包括连接计量传感器的嵌入式控制器、显示和通信模块、无线发射或收发器。该仪表利用容积式流量器测量单位流体通过仪表的次数，对于更粘稠的流体，需要通过旋转的磁体或轴测量。每转都转换成相应的电信号，并且通过嵌入式控制器进行累计，对于粘性较小的流体（如天然气）可以采用超声波传感器测量流体质量。
图2 基于Silicon Labs无线MCU的智能燃气表、水表
第三类为热能仪表，热仪表和热分配表安装的方式取决于集中供热系统。这些仪表测量给定时间内的传递热量。这些仪表也采用电池供电的解决方案，需要针对系统的最低功耗进行优化设计。与燃气表和水表的拓扑结构类似，热能表通常具有嵌入式的控制器，用于测量加热流体的温度和流量，包括显示和通信模块。热能计费根据输送到该区域的功率进行计算（单位时间内的热能），测量通过热流体的流量、给定周期内输入和输出的流体温度，来自多个区域的数据通过无线链接的方式传输给收集器，汇总并传输给热能供应商。
计量功能
考虑上述的基本仪表类别，每种仪表都至少提供下面的一种或多种功能：
1.定量测量：精确地测量某个事物的量值，这些测量系统具有广泛的拓扑结构，包括但不限于：温度传感器、流量传感器、分流电阻、隔离变压器、电流互感器和计时系统。
2.控制和校准：补偿测量系统的微小变化，这些系统还可以执行如防篡改和中断服务等功能。
3.通信：用于配置仪表参数，并且通过有线或无线连接实现存储数据传输，也能用于仪表固件更新或其他工作需求。
4.电源管理：在非电力计量应用中，电源管理成为最低功耗和最大限度延长电池寿命的关键设计。在某些应用和市场中（如地下水表），电池服务时间为20年或更久，因此需要超低的自放电率满足设备长期运行的需求。
5.显示：通常采用7段码、字母数字或其他矩阵格式的低成本、低功耗LCD和LED显示接口，用户必须能够直观地从仪表上查看计费数据。
6.同步：实现中央集线器或其他收集系统之间可靠数据传输的关键是时钟同步，支持例如数据分析和精确计费等功能，在异步通信协议的无线网络中尤其重要。
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品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥8.1764
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品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
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现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
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