[導(dǎo)讀] 提供能源和電力測(cè)量以及數(shù)據(jù)顯示的固態(tài)電表正在不斷地發(fā)展，目前全球市場(chǎng)上存在多種不同的解決方案/架構(gòu)。未連接輸電干線時(shí)，一些電表可能需要電池以確保實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）處于運(yùn)行狀態(tài)，以支持諸如“無(wú)電讀取”等功能。 關(guān)鍵詞：AMIAtmel智能電表

提供能源和電力測(cè)量以及數(shù)據(jù)顯示的固態(tài)電表正在不斷地發(fā)展，目前全球市場(chǎng)上存在多種不同的解決方案/架構(gòu)。未連接輸電干線時(shí)，一些電表可能需要電池以確保實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）處于運(yùn)行狀態(tài)，以支持諸如“無(wú)電讀取”等功能。

基本的電子儀表直接替代了傳統(tǒng)的機(jī)械儀表。該產(chǎn)品仍然需要手動(dòng)讀取，而且通?；?位微控制器，如Atmel®AVR®微控制器

“自動(dòng)讀表（AMR）”儀表提供單向通信，使供電商可以通過(guò)不同的通信解決方案（如射頻無(wú)線、電力線載波和GPRS）自動(dòng)和遠(yuǎn)程抄表

智能儀表采用“高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（AMI）”架構(gòu)，使公用事業(yè)公司可以實(shí)現(xiàn)雙向通信以及差價(jià)稅、故障監(jiān)測(cè)、預(yù)付款和遠(yuǎn)程斷開(kāi)連接。智能儀表也可以直接與其他儀表和家庭顯示裝置進(jìn)行通信。

最先進(jìn)的計(jì)量系統(tǒng)是智能電網(wǎng)，要求以AMI架構(gòu)全面部署智能儀表，對(duì)從公用事業(yè)到家庭的統(tǒng)一系統(tǒng)提供改進(jìn)的監(jiān)視、通信和控制，其中包括建筑節(jié)能系統(tǒng)、家庭自動(dòng)化和智能電器。智能電網(wǎng)是一種可預(yù)測(cè)的、自愈性電網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)需求管理并允許管理局部生成、更新和存儲(chǔ)。

隨著實(shí)現(xiàn)方式和架構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜，電表需要額外的處理能力以及更大的閃存以用于軟件堆棧。它們還需要支持通信協(xié)議和遠(yuǎn)程固件更新。此外，智能儀表還需要大量串行通信端口以連接不同的通信模塊，如RS-485、RS-232、IRda、PLC、GPRS和RF。

電表雖然是由輸電干線供電，但是在斷電和初始校準(zhǔn)時(shí)它們必須能從電池獲得電能。這種情況下，RTC必須處于運(yùn)行狀態(tài)。如果計(jì)劃全局安裝上百萬(wàn)個(gè)智能儀表，功耗的優(yōu)先級(jí)將越來(lái)越高。

特性和優(yōu)勢(shì)

出色的ADC性能，包括：

高性能嵌入式12位ADC，使用過(guò)抽樣時(shí)具備16位能力

2.0M個(gè)樣品/秒，分辨率為12位

差動(dòng)輸入通道，消除共模噪音以改進(jìn)準(zhǔn)確性

雙ADC（或雙采樣保持）允許同時(shí)測(cè)量電壓和電流

集成式可編程增益（1X到64X）不再需要外部增益級(jí)，并且不再影響外部增益設(shè)置

通過(guò)在微控制器上增加ADC通道的數(shù)量支持單相和多相儀表。

可擴(kuò)展的微控制器系列支持從入門(mén)級(jí)到AMI的任意儀表。

采用全數(shù)字實(shí)現(xiàn)高度集成的電力線通信（PLC）片上系統(tǒng)（SoC）解決方案，提供最佳靈敏度、高溫穩(wěn)定性以及高性能。

大閃存支持各種通信協(xié)議，包括RF、PLC和GSM。

高效能解決方案可以降低功耗，特別是使用電池時(shí)效果更明顯。

嵌入式RTC替代了昂貴的外部RTC。

多種通信外設(shè)（UART、SPI）連接各種通信模塊，如PLC、RF、IrDA、RS-485和智能卡。

射頻解決方案符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

AtmelCryptoAuthentication產(chǎn)品提供了符合AES、DES、RSA、ECC、SHA-256和RNG等標(biāo)準(zhǔn)的高安全性解決方案。

安全性解決方案包括AES、DES、RSA、ECC、SHA-256、RNG

高EMC性能降低了對(duì)外部保護(hù)的需要。

超一流、簡(jiǎn)便易用的開(kāi)發(fā)模式加快了產(chǎn)品面世時(shí)間。

電能測(cè)量由測(cè)量模塊執(zhí)行。取決于所要求的準(zhǔn)確性，可以由嵌入在微控制器中的內(nèi)部ADC進(jìn)行測(cè)量（通過(guò)各種電流和電壓傳感器）。另外，也可以由外部組件（ASIC或ADC）進(jìn)行測(cè)量。

可以采用相同技術(shù)實(shí)現(xiàn)單相和多相解決方案，所需的電流傳感器和ADC通道數(shù)量將會(huì)相應(yīng)增加。

顯示要求千變?nèi)f化，既可以使用嵌入在微控制器中的段式LCD控制器，也可以為了提高靈活性使用嵌入了“玻載芯片（COG）”的LCD顯示。

框圖中顯示的外部非易失性存儲(chǔ)器（NVM）用于數(shù)據(jù)緩存以及遠(yuǎn)程固件更新。NVM也可以存儲(chǔ)測(cè)量用的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意，大多數(shù)AtmelAVR微控制器嵌入了EEPROM，所以可能不需要外部部件。

通信模塊依賴(lài)于計(jì)量基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，可用于AtmelAMR和AMI架構(gòu)。安全性模塊將對(duì)通信信息進(jìn)行驗(yàn)證和加密。