Atmel智能电表解决方案

Atmel智能电表解决方案来源：Atmel作者：Atmel[导读]提供能源和电力测量以及数据显示的固态电表正在不断地发展，目前全球市场上存在多种不同的解决方案/架构。未连接输电干线时，一些电表可能需要电池以确保实时时钟（RTC）处于运行状态，以支持诸如“无电读取”等功能。关键词：AMIAtmel智能电表提供能源和电力测量以及数据显示的固态电表正在不断地发展，目前全球市场上存在多种不同的解决方案/架构。未连接输电干线时，一些电表可能需要电池以确保实时时钟（RTC）处于运行状态，以支持诸如“无电读取”等功能。基本的电子仪表直接替代了传统的机械仪表。该产品仍然需要手动读取，而且通常基于8位微控制器，如Atmel®AVR®微控制器“自动读表（AMR）”仪表提供单向通信，使供电商可以通过不同的通信解决方案（如射频无线、电力线载波和GPRS）自动和远程抄表智能仪表采用“高级计量基础结构（AMI）”架构，使公用事业公司可以实现双向通信以及差价税、故障监测、预付款和远程断开连接。智能仪表也可以直接与其他仪表和家庭显示装置进行通信。最先进的计量系统是智能电网，要求以AMI架构全面部署智能仪表，对从公用事业到家庭的统一系统提供改进的监视、通信和控制，其中包括建筑节能系统、家庭自动化和智能电器。智能电网是一种可预测的、自愈性电网，能够实现需求管理并允许管理局部生成、更新和存储。随着实现方式和架构变得越来越复杂，电表需要额外的处理能力以及更大的闪存以用于软件堆栈。它们还需要支持通信协议和远程固件更新。此外，智能仪表还需要大量串行通信端口以连接不同的通信模块，如RS-485、RS-232、IRda、PLC、GPRS和RF。电表虽然是由输电干线供电，但是在断电和初始校准时它们必须能从电池获得电能。这种情况下，RTC必须处于运行状态。如果计划全局安装上百万个智能仪表，功耗的优先级将越来越高。特性和优势出色的ADC性能，包括：高性能嵌入式12位ADC，使用过抽样时具备16位能力2.0M个样品/秒，分辨率为12位差动输入通道，消除共模噪音以改进准确性双ADC（或双采样保持）允许同时测量电压和电流集成式可编程增益（1X到64X）不再需要外部增益级，并且不再影响外部增益设置通过在微控制器上增加ADC通道的数量支持单相和多相仪表。可扩展的微控制器系列支持从入门级到AMI的任意仪表。采用全数字实现高度集成的电力线通信（PLC）片上系统（SoC）解决方案，提供最佳灵敏度、高温稳定性以及高性能。大闪存支持各种通信协议，包括RF、PLC和GSM。高效能解决方案可以降低功耗，特别是使用电池时效果更明显。嵌入式RTC替代了昂贵的外部RTC。多种通信外设（UART、SPI）连接各种通信模块，如PLC、RF、IrDA、RS-485和智能卡。射频解决方案符合行业标准。AtmelCryptoAuthentication产品提供了符合AES、DES、RSA、ECC、SHA-256和RNG等标准的高安全性解决方案。安全性解决方案包括AES、DES、RSA、ECC、SHA-256、RNG高EMC性能降低了对外部保护的需要。超一流、简便易用的开发模式加快了产品面世时间。电能测量由测量模块执行。取决于所要求的准确性，可以由嵌入在微控制器中的内部ADC进行测量（通过各种电流和电压传感器）。另外，也可以由外部组件（ASIC或ADC）进行测量。可以采用相同技术实现单相和多相解决方案，所需的电流传感器和ADC通道数量将会相应增加。显示要求千变万化，既可以使用嵌入在微控制器中的段式LCD控制器，也可以为了提高灵活性使用嵌入了“玻载芯片（COG）”的LCD显示。框图中显示的外部非易失性存储器（NVM）用于数据缓存以及远程固件更新。NVM也可以存储测量用的校准数据。请注意，大多数AtmelAVR微控制器嵌入了EEPROM，所以可能不需要外部部件。通信模块依赖于计量基础结构，可用于AtmelAMR和AMI架构。安全性模块将对通信信息进行验证和加密。