智能电网从智能电表起步

企业飞速发展的机遇。

Freescale：为国网单相表量身定制

Freescale结合自己单片机产品的特点和电表设计的具体要求，推出了一款完全按国网单相多功能表要求设计的完整解决方案9S08MZ60，9S08MZ60基于 Freescale目前主打的S08内核，片内有60K的程序空间和2K的RAM空间，外加功能完善的内部时钟模块；主要的片上外设包括：64引脚封装所提供的55个IO端口；2路硬件异步串口；三个16位定时计数器，总计支持多达10路引脚通道时间控制，其中任意一路均可以通过软件配置成输入脉冲沿捕捉、定时比较电平输出或PWM脉宽调制；共16路输入的8位ADC；另外硬件SPI和I2C模块各一个；还有一个8位的实时计数器可以在芯片休眠时维持定时计数并唤醒MCU；内部总线最高运行速度达20MHz。片上自带在线调试模块，开发调试高效方便。（如图2）

图2，Freescale专门针对中国电表市场推出的8位单片机9S08MZ60

在Freescale的设计方案中充分利用了几乎所有上述模块的硬件固有功能，最大限度地简化外围设计，在保证整体设计功能满足性能最优的同时，降低系统成本。其中：

MCU工作于内部时钟，摒弃了传统的片外晶体振荡，简化电路，提高可靠性。内部时钟振荡的精度和稳定度通过运行过程中的动态标定来保证； 2路硬件串口分别用于485抄表和电力线载波通讯。因这两路的通讯波特率最高都是9600bps，用硬件串口实现比较容易； 16位定时器及其所附的引脚通道实现多种重要功能。首先是产生一个1ms间隔的系统时间节拍，用于所有软件任务的普通定时控制；通道的作用一是实现脉冲输入捕捉，例如检测计量芯片输出的电量脉冲；二是和软件配合模拟实现相对低速的异步串行通讯，这其中包括红外抄表通讯，ESAM和IC卡的ISO7816通讯； ADC模块完成两个重要任务，一是对电池电压的监测，二是交流掉电和交流恢复供电的状态检测； 硬件SPI模块则用于和前端计量芯片通讯，节约软件开销；

8位的实时计数器在交流掉电后芯片进入低功耗休眠状态时维持工作，用来周期性唤醒MCU，定时检测并记录开盖、按键、电池电压和交流恢复等状态。

针对特定的国网单相表新规约设计，方案中：计量部分目前设计采用Cirrus Logic的CS5464实现，理论上也支持其它同类的带SPI接口的计量芯片；实时时钟采用业界流行的RTC8025T；EEPROM为 24LC512，具体容量可按实际需要选择；液晶驱动芯片采用BU9792。

综合考虑设计实现的方便性和灵活性，Freescale将整个设计分解成4个独立硬件模块：主板，包含主电源和电池供电系统；MCU、实时时钟、数据存储和ESAM等关键芯片；隔离的485抄表通讯电路；PLC模块接口；开关和按键输入等。计量板，包含计量电路和断路控制继电器。只要改动此计量板，就可以评估不同的计量芯片。显示板，包含液晶屏及其驱动电路；电表的状态指示LED；红外抄表接口。IC卡读卡部分，包含IC卡座及其必要的读卡电路。主板和其他模块板之间都通过插针接口互联。

Freescale中国技术销售经理张明峰介绍，Freescale针对单相电表设计的整个MZ系列产品，从最小的8K/20引脚的 RS08MZ8到最大256K/80引脚的51MZ256，很好地覆盖了从简单单相表到复杂单相多功能表甚至三相多功能表的设计所需。对于此次国网单相表的设计，Freescale预估60K程序空间的S08MZ60应该基本满足设计要求。如果用户的设计增加功能需要编写更多代码的话，该系统可以在不改变任何硬件设计前提下，直接换用性能和引脚完全兼容的S08MZ96（96K Flash）或S08MZ128（128K Flash）的芯片。另外，Freescale还可以提供引脚完全兼容的32位内核芯片51MZ256（256K Flash）。

NXP：非接触式智能电表解决方案

非接触式技术集多种功能于一张卡中，包括电子钱包、公共交通和支付公路费等功能，多项服务集于一身使得运营商在巩固成本的基础上扩大了客户群并增加了收益。非接触式预付费技术，因避免了数据在用户和电网公司之间的传送而更加安全。

非接触式预付费智能电表系统可使智能卡和智能电表系统更加安全。非接触式智能表系统可自我管理，不需要派专人抄表或者派专人管理某处房子的电源系统。系统通信仅限于卡和读卡器之间，不需要将读卡器中的数据再传送到电网公司。消费者通过该系统可清楚地了解自己的使用量，从而会权衡用量并提前为水电消费做出预算。

非接触电表系统包含硬件和软件两个部分。硬件包括一个非接触读卡器，一个主控制器，外围设备，一个天线和配套部分；软件包括微控制器固件，主机驱动程序软件和演示软件。在主控制器上，基于Cortex-M0和Cortex-M3单片机。NXP目前