【经验】利用芯科的Si10xx Wireless MCU构建物联网时代的智能绿色仪表

时间： 2019-05-25 来源：Silicon Labs（芯科科技）

技术问答

随着绿色能源管理成为全球的迫切需要，通过智能系统和无线技术以更有效地利用能源和其他自然资源已成为一种普遍的现实。它始于一个相对简单的想法：如果您将嵌入式智能和通信链接添加到传统计量设备中，您就可以远程访问“智能仪表”收集的数据。该技术的第一个也是最明显的应用是简化抄表和计费过程。然而，通过这种看似简单的通信链路增强，网络诞生了，随之而来的是应用和创新的爆炸式增长，改变了能源的测量，定价和消费方式。

燃气表和水表（见图1）通常由电池供电，由嵌入式控制器组成，该控制器与计量传感器，显示器和通信模块连接（通常是无线发射器或收发器）。经常使用容积式流量计来测量单位体积流体通过流量计的次数。对于更粘稠的流体，通过旋转的磁体或轴测量体积。每次旋转都转换为电信号并由嵌入式控制器累加。诸如天然气之类的粘性较小的流体可能依靠超声换能器来测量流量。无论测量的材料如何，低功耗都是这些系统中的关键设计参数，因为电力通常不连接到这些仪表。

图 1 基于芯科Wireless MCU的智能燃气/水表

在解决方案中加入嵌入式智能MCU

当查看不同的仪表类别并将计量功能叠加在它们之上时，一组核心功能和技术将成为系统设计人员的关键构建模块。任何嵌入式智能系统的关键是微控制器（MCU）。在这些应用中，MCU应具有非常低的功耗要求以及集成诸如实时时钟，模数转换器和通信接口等功能。更高级的功能，如集成LCD控制器，循环冗余校验块或加密引擎，可以减轻MCU的处理负担，使其能够长时间驻留在低功耗模式，最终降低整体系统功耗。

图2 芯科Si10xx Wireless MCU提供高集成度和连接性的解决方案

无线发射器，接收器和收发器在这些系统中变得越来越普遍。主要特性包括高集成度，极低功耗运行，低功耗状态下的快速启动，高接收器灵敏度（大于-118 dBm）和无需外部功率放大器（高达20 dBm）的高发射功率。更高级的功能包括自动数据包处理，集成FIFO和可变频率和调制方案。

将微控制器功能与无线收发器相结合的无线MCU（见图2）也可用于智能电表应用。这些高度集成的单芯片器件有助于降低BOM和系统成本，同时提供具有高性能无线连接功能的低功耗嵌入式控制解决方案。

随着越来越多的嵌入式智能集成到公用事业仪表中，节约能源和资源能力的机会将会大大增加。任何嵌入式智能系统的关键是微控制器（MCU）。在这些应用中，MCU应具有非常低的功耗要求以及集成诸如实时时钟，模数转换器和通信接口等功能，芯科微控制器功能与无线收发器相结合的无线MCU可用于智能电表应用。这些高度集成的单芯片器件有助于降低BOM和系统成本，同时提供具有高性能无线连接功能的低功耗嵌入式控制解决方案。

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