【应用】艾拉比推出智能表计OTA解决方案，仅需为MCU烧录ELB固件，搭配对应模块即可实现升级

时间： 2022-08-10 来源：艾拉比

技术问答

虽然智能表计行业目前渗透率还比较低，但是基于政策、需求、技术等几个利好的消息，当前智能表计行业处于高速增长期的起点。国信证券的行业报告中指出，在政策端，国家推动加快水表，气表，热表，电表更新换代；在需求端，水务、燃气公司对存量机械表和 IC 表有强烈的智能化替换需求；在技术端，NB-IoT技术和产业链的成熟为NB-IoT智能表的广泛部署提供条件，也推动行业格局进一步集中。

我国表计行业经历了从机械表到智能表的演变，而智能表也经历了从预付费智能表（IC卡预付费表）再到智能远传表进而逐步进化到电子表的演变。当前，我国表计市场处在普通机械表、智能表共存的局面。智能远传表相比IC卡预付费表来说，可实现远程抄表、远程阀控、故障检测、异常报警等功能。智能表计是对传统机械表计的替代，将机械刻度表度数数据化，并通过内置无线通信模块接入网络，向电网、水务、燃气、供热企业的数据中心提供用户的使用数据，实现远程抄表、动态监测、资源优化配置等目标。

目前我国四大表智能化水平差异较大，其中，根据智能电表的渗透率最高，超过90%；智能燃气表渗透率约50%，仍有一半市场被传统膜式燃气表所占据；智能水表下游水务公司客户分散，当前渗透率较低，约30%；智能热量表市场主要集中于黑龙江、吉林、辽宁等北方15个供暖地区，季节性明显，渗透率也较低。以智能燃气表和智能水表为代表的智能表计市场是当年NB-IoT技术应用成熟且发展最迅速的应用场景。

行业痛点

随着行业迅猛发展，行业对于OTA升级功能需求迫切，但OTA升级算法研发难度大，自主研发困难。同时，部分现有的智能表计受限于硬件资源，无法直接使用OTA升级功能，如果换用资源丰富的主控芯片也将显著提高产品成本。

在FOTA升级的过程中，行业客户同样存在着一些问题。如芯片各自实现OTA升级方案，碎片化严重。升级容错率低，一旦主控升级失败，则整机变砖。艾拉比整理了行业在OTA时面临的问题：

芯片各自实现OTA升级方案，碎片化严重
主控升级失败，整机则变砖
差分算法在不同芯片上实现不同
串口通讯传输大固件包不稳定
模块无法感知主控的升级状态机
各芯片硬件资源为最大化使用
主控升级频次高但资源更受限，加OTA需要硬件成本
版本管理混乱，运维时才发现有依赖关联
远场、近场、线刷等多种场景需融合考虑
NB-IoT模块被MCU直接下电导致OTA业务不持续

艾拉比OTA解决方案

面向不同的智能表计行业客户，以及差异化的应用场景，艾拉比可提供多样化的解决方案：

一、芯片级解决方案

针对单个芯片的升级方案，艾拉比推出标准化产品UB（Upgrade Bootloader）。UB是面向MCU的独立标准化bootloader程序，类似于android的recovery或者Linux的UBoot。用户根据选定的MCU型号和基本信息，通过界面化工具直接生成。使用NB-IoT模组+MCU作为硬件方案，需要升级MCU上的主控应用程序，NB-IoT模组只做数据透传。

UB FOTA方案组成：
MCU烧录艾拉比ELB固件，在应用层集成平台下载程序，其中对网络调用通过NB-IoT模块的AT指令完成。NB-IoT模块只进行数据透传实现网络连接。NB-IoT包含应用和历史数据、配置数据等区域，升级过程只升级应用区域，数据区不做任何改变。差分包也可以通过红外/蓝牙等模块近场传输到表计中，避免拆机等工作。

（Bootloader在线制作工具）

使用方法：

将生成的UB通过夹具/烧录器等烧录至MCU内部Flash的Bootloader区域或者独立的一个子系统分区。
使用NB-IoT模块+MCU作为硬件方案，需要升级MCU上的主控程序，NB-IoT模块只做透传。

二、整机级解决方案
艾拉比深入行业客户，结合着设备的硬件构成及资源情况，推出整机级升级OpenFOTA方案。OpenFOTA方案旨在借用硬件资源较丰富的模组的FOTA能力来升级主控MCU的应用程序。

OpenFOTA方案设备端构成如上图所示，主控处理器MCU烧录艾拉比ELB固件，该固件是图形化配置生成，其中包含与模组进行OTA业务交互的UP程序以及MCU的轻量级Bootloader引导程序和相关保护机制，而在模组中已经预先集成了艾拉比的UA差分算法、UP程序、交互逻辑接口等。

终端客户在使用的时候只需要为MCU烧录ELB固件，然后搭配对应的模块即可，几乎不需要再为如何实现FOTA而烦恼，只管验证和使用。

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金誉半导体（JINYU SEMICONDUCTOR）/迪浦电源管理芯片和MCU产品选型指南

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型号- PT8300,PT8261,PT2280,PT2281,DW01A,PT2712,PT2710,PTB153CX,PTM172SX,PT2711,PT4057,HT75XXM,PTB0131XXS-S16B,PT7203,PT3520,PT1812B,PTB152SX,PT1812A,HT75XXH,PTB251CX,PTB232CX,PTB133SX,PTB156SX,PT3515,PTB132BSX,PT6505,PT6503,PTM232CX,PT248,PT4054B,PT255,PT6020,PT253,PT8201,PT254,PT6023,PT8200,PT8035 3-515,PT2580,PT3773C,PT3773A,PTB131CX,PTB150CX,X,PTB232SX,PTB0232XXS-S14,PTB15A,PT258,PT5202,PTB271CX,PTB153SX,PT7200A,PTB134SX,PT7200B,PT7200C,PT7200D,PT6648,PT6601Q,PT6523,PT2005A,PT2005B,PT2005C,PT6002,PT6003,HT73XX,PTM151CX,PT2360,PTB0154BXXS-S14,PTB271SX,PT2358,PT437B,PT2783A,PT2783B,PT437,PT438,PTB131SX,PTB0131XXS-D16B,PTBO132XXS-S16A,PTB150CS,PTB234CX,PT2773C.,PTBO234XXS-S20,PT2502,PTBO132XXS-S14,PTF89S003X,PT8206,PT8203,PT2500,PT8202,PT8001,PT6220,PT8002,PT6221,PTM154CX,PTB0150XXS,PT2535,PTM173SX,PT6219,PTM154SX,PTB0150XXC,PT2773A,PT2773C,PT2773D,PT2010,PTB234SX,PT6212,PTB156CX,PT188,PT6291,PTB171BSX,PT181,DW01AP,PTBO234XXC-D20,PTBO232XXC-S16A,PT2008,PT6608,3TB154CSX,PT6206,PTB0232XXC-DK,PTB150G,HT75XX,PT4302

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【产品】复旦微电子低功耗智能电表MCU芯片FM33A0xx系列，具有宽电压范围1.8~5.5V

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FM33A0xxEH 512KB 智能电表 MCU 产品说明书

型号- FM33A0XXEH,FM33A0X8EH,FM33A065EH,FM33A066EH,FM33A068EH,FM33A0610EH,FM33A0X10EH,FM33A0X5EH,FM33A0X6EH

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【产品】基于ARM Cortex-M0内核的智能电表MCU，集成512KB嵌入闪存和80KB SRAM

复旦微电子FM33A0xxEV是针对国网、南网单三相智能电表和海外智能电表的主控MCU，基于ARM Cortex-M0内核设计，集成最大512KB嵌入式闪存和最大80KB SRAM。

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【产品】复旦微电子推出低功耗智能电表MCU芯片FM33A0xxB系列，工作电压范围宽为1.8~5.5V

复旦微电子推出的FM33A0xxB系列是低功耗智能电表MCU芯片，最大支持512KB FLASH程序存储器和 64KB RAM，并集成LCD驱动、带温补的RTC、ADC、AES以及UART、I²C、SPI、7816等通用外设接口，采用LQFP80、LQFP64、LQFP48封装。

产品发布时间 : 2022-03-29

FM33A0xxEVB FM33A0xxEMB 512KB 智能电表 MCU 产品说明书

型号- FM33A048EVB,FM33A065EMB,FM33A0X5EMB,FM33A0410EVB,FM33A0XXEMB,FM33A0X8EVB,FM33A045EVB,FM33A0X6EVB,FM33A065EVB,FM33A0X5EVB,FM33A045EMB,FM33A0XXEVB,FM33A0610EVB,FM33A066EVB,FM33A068EVB,FM33A0X6EMB,FM33A0X10EVB

数据手册 - 复旦微电子 - 版本号 1.7 - 2024. 8 PDF 中文下载

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FM33A0xxEV 512KB Cortex-M0 智能电表 MCU 产品说明书

型号- FM33A048EV,FM33A0410EV,FM33A046EV,FM33A045EV,FM33A068EV,FM33A065EV,FM33A066EV,FM33A0XXEV系列,FM33A0XXEV,FM33A0X8EV,FM33A0X5EV,FM33A0X6EV,FM33A0610EV,FM33A0X10EV

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描述- 本方案基于超高性价比的Renesas海外智能电表专用SOC RL78/I1C及Renesas OFDM PLC CPX2、Silicon labs Sub-G芯片SI4463、龙尚科技针对全球IOT和M2M市场的NB-IoT模组A9500通讯的海外智能电表方案，计量精度可达到0.5s等级，数据通讯更流畅，集成度、成本更优，产品更可靠。

型号- SI4438-C2A-GMR,SGM2202-3.3YN5G/TR,ER3S #2 PC,FL,X1E000021048700,EFR32MG13P732F512GM48-CR,SLM151-T,MPX21W3100FG00MSSD,KMQ,X1E000021048100,TYS,A9500,CR2032 H XP X,R5F10NPJDFB#30,CPX2,EFR32FG1P132F64GM48-C0

优选器件方案 - NIPPON CHEMI-CON,RENESAS,MEIG,MAXELL,EPSON,LONGSUNG,LAIRD,SILICON LABS,SGMICRO,WIMA - V1.1 PDF 中文下载

BAT32G127 新系列32位通用低功耗MCU

型号- BAT32G127GH64FB,BAT32G127GH32FP,CMS-WRITER8 LITE,BAT32G127,CMS-ICE8 PRO,CMS-ICE8-OB,BAT32G127GH40NB,BAT32G127系列,CMS-ICE8 OB,CMS-ICE8,BAT32G127GH48FA,CMS-WRITER8

商品及供应商介绍 - 中微半导体 - 2023/4/23 PDF 中文下载