物联网能量计量管理网络集成器件

就像互联网连接人和组织，物联网（IOT）是连接深嵌入式设备和传感器。设备预计在数十亿，然而，物联网代表了一种新的环境下，设备连续进料流通过云的分析基于数据的“大数据”的应用和直接响应控制的应用程序和用户指令。设备和云之间，物联网网关的工作汇总，分析，控制数据流和喂养它的设备。同时，这些网关为用户提供一个更直接的渠道管理多样化的互联设备，通过简单的手机界面，智能手机和平板电脑上运行他们的数据。
对于物联网网关的设计，连接不同的设备纳入统一的控制和能量管理系统由嵌入式传感器扩展到基于云的应用程序。能源设备如智能仪表、物联网网关提供强大的本地处理能力，使设计人员能够将应用程序代码从智能电表和依靠简单，这些专用测量系统具有成本效益的设计。

[tr]物联网的体系结构
[tr]物联网架构提供所需的连接应用，如智能仪表、温控器、固态照明、智能家电等多个类型不同的连接选项，等。至少，物联网网关提供Wi-Fi和以太网通信选项桥这些设备与用户之间的连接（和云）。因此，消费者可以简单地使用他们的Wi-Fi功能的移动计算设备或以太网连接的计算机进行交互的设备，实时监测和控制能源消耗，能源的使用。
[tr]有无数的外围设备和传感器的作用，物联网网关的设计师通常会找一个需要支持相应的不同的连接选项，包括ZigBee和Z-Wave智能电表、照明控制和自动化的电力线通信，等等。近场通讯应用如预付费或移动设备配对，网关的设计师也将面临要求支持蓝牙和NFC（近场通信）协议。
[tr]而网关需要支持多种连接方式，当地的加工能力将这些系统比简单的多协议通信接口。在物联网网关系统的心脏，强大的处理器进行通信，执行信号处理，并执行复杂的控制应用的局部而不是要求从云的详细说明（图1）。通常情况下，这些系统依赖于全功能的操作系统如Linux在ARM? Cortex?一系列基本程序运行。

[tr]图1：一个典型的物联网网关建立多个连接选项，在强大的处理器能够将信号处理任务从下游设备和基于云的应用程序执行不干预控制应用（德州仪器提供）。
[tr]大多数能源管理应用，智能电表和类似的能源计量系统不可避免地作为关键元素，提供能源使用信息，使能耗优化。对于设计师来说，希望更好地控制能源监控和改进管理体系的整合导致复杂性的增加在这些测量系统要求推向更高级的功能。
应用的挑战
[tr]同时，监管要求有约束的应用，可以结合能量测量功能的本质。作为一个结果，更复杂的能量测量系统已经发展到分裂的功能之间的能量的测量和应用处理（图2）。
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图2：先进的智能电表提供先进的功能使用单独的处理器的能源计量和能源管理的应用软件（德克萨斯仪表礼貌）。
物联网网关能提供所需的能量将专用测量应用的资源，同时依托专用子系统能量测量。在过去，能测量子系统组合与功率计算的嵌入式处理器能测量一个单独的模拟前端。结合模拟前端处理器为单芯片、电能计量芯片简化能量监测设计。事实上，这些设备的能源计量功能，旨在帮助消费者优化智能家电和白色家电的能耗集成打开门。
在智能电表、电器能源监测，能源计量芯片的单片机可以执行复杂的能量测量，但通常缺乏更先进的功能所需的性能。单芯片电能计量芯片通常结合单片机为核心的高精度ADC和专业，车载信号链设计提高测量功能的同时，减少外部元件。工程师可以找到设备，测量电力线的特点和报告范围广泛的能量特性。
在这类设备，包括芯片技术MCP3905A，意法半导体STPM01，集成78M6610，Cirrus Logic CS5467，和ATMEL ATM90E32AS，测量线电压和线电流和能量参数的计算。通常，这些设备包括额外的传感器输入的支持，随着温度增加投入，以及篡改检测专用端口。
在这些设备中，单片机或DSP内核作为功率计算引擎，分析电压、电流、相位计算有功电能，无功电能，功率因数。模拟装置ADE5169包括一个高效的单周期8052内核以及一个专用信号处理块能量测量（图3）。作为这个班的许多设备，包括一个片上的ADE5169 LCD驱动程序设计，简化设计和减少元件数量的专用能源管理单位的综合表现。

图3：单芯片电能计量芯片，如模拟设备ade5169，结合单片机为核心的片上ADC和特征包括有功功率、无功功率计算专用信号链，并从电源线电压，电流，功率因数，和相位测量（模拟设备提供）。
这些设备提供多个串行和并行输出端口能够传输能量测量的物联网网关直接或通过相关的有线或无线通信子系统。反过来，物联网网关可以执行应用程序代码需要为用户提供额外的能源管理功能以外的电能计量芯片单片机本身的能力。随着物联网网关的出现，能源管理师获得这些单片机能表效率没有影响他们提供更先进的应用能力。
结论
更重要的是，这些网关根据他们的功能强大的处理器能够执行全功能的操作系统和应用程序代码。通过卸载应用程序处理的物联网网关，设计师可以简化能量测量系统设计，依靠网关提供的应用功能与单片机的电能计量芯片不可能。