如何快速打造一款超低功耗智能电表!

随着美国政府智能电网概念的提出，中国紧跟着提出坚强智能电网，集信息化、数字化、自动化、互动化为一体，加强快速建立坚强可靠，经济高效，清洁环保的智能电网。

当前国内智能电表属于AMR(远程自动抄表)表计，仅能单向作业，满足远程自动抄表的需求，属于智能电表中智能化程度较低的产品。未来的智能电表要求不仅是 可以在控制结算中心对电表实施远程管理、控制收费，而且还能够显示电力信息、气象信息等多种信息，是一种双向多用的网络终端，以构成AMI(高级计量体系)系统。

智能电网是个庞大的系统工程，由于应用环境以及测试系统还不够完善、成熟，在使用和运行过程中，还需进行硬件和软件的升级固化，最终形成完善成熟的智能表计和集抄;智能电网的增长趋势将持续，任重而道远!

智能电能表的主要构成：

•计量：单/三相计量芯片，可计量电压、电流、功率、功率因数、谐波;

•主控：1.MCU 2.半SOC 3.全SOC

•显示：LCD driver

•时间：1.EPSON 、2.DALAS 、3. 32.768kHz+NTC

•存储：1.EEPROM、 2.Flash 、3. FRAM

•通讯：1.RS485 、2.红外、3.PLC 、4.GPRS、 5.Wireless

•加密：ESAM+CPU

•电源：线性变压器+LDO/DC-DC、开关电源

•保护器件：压敏电阻、热敏电阻、TVS

智能单相表(2级单相费控智能表-带模块/不带模块，CPU卡/不带CPU卡)总共可拆分为8种表型，但总体资源按照远程/本地列比如下：

1.远程费控(带模块/不带模块)：

•计量：一路SPI;

•通信：一路红外，一路RS485，一路载波;

•安全加密：一路ESAM;

•存储：一路I2C;

•液晶显示：LCD 4*36;

•RTC：温度补偿，精度±0.5s/d;

2.本地费控(带模块/不带模块)：

•计量：一路SPI;

•通信：一路红外，一路RS485，一路载波;

•安全加密：一路ESAM，一路 CPU卡;

•存储：一路I2C;

•液晶显示：LCD 4*36;

•RTC：温度补偿，精度±0.5s/d;

世强代理的RENESAS 推出了新一代低功耗、高性能、16位MCU R7F0C004，这款MCU集成了高精度的RTC和LCD驱动器。MCU的资源特性包括：RL78内 核，24MHz±1%/1.27DMIPS，128K flash，8k RAM，UART*4，ISO7816*2、8/10bit ADC*4，CMP，IIC*2，DMA*4，WDT，POR，LVD;该单片机集成的高精度RTC最小误差为±0.48ppm(±0.041s/d)， 最小补偿单位是0.96ppm，且时间及补偿寄存期有保护机制;还集成了51*4或47*8段数的LCD驱动，且内置电荷泵，可产生2.7 V至5.25 V驱动电压;R7F0C004的超低功耗特性则包括：低于1uA的静态功耗;宽电压供电：1.6 V至5.5V;

在资源 需求方面：R7F0C004具有4ch硬件UART，1ch硬件SPI，2ch硬件ISO7816，程序处理方便高效，代码量更简练;内置硬件RTC，支 持闰年识别，高精度补偿输出，可保持1s精准;大电流IO口/N-ch漏极开漏端口，可直接驱动LED，从而节省外围三极管等器件;

R7F0C004 智能单相电表整体方案功能及特点如下：采用超低功耗的MCU，内置高精度振荡器，无需外接振荡器;LCD显示，拥有轮显/键显功能;采用内部独立硬件时钟 芯片，芯片具备自动温补、日历、闰年自动切换功能;兼备红外通信接口、RS485和载波三种双向数据通讯方式，支持远程抄读数据，主动上报，预付费，拉合 闸功能。另外，本方案在不同模式中功耗数据的参考如所示：