电子仪表中的关键部件及无线技术

用户提前买卖有限数量的服务并接受赊购，通常通过智慧卡或者磁卡付费。在这种情况下，是否提供服务（燃气、水、热能或电能）的关卡。

无论测量的是燃气、水、热能还是电能，都将用到上述部分或全部的特性，这些特性使得电子仪表成为新兴（迅速扩展的）市场和现有（已存在的）市场的首选方案。

仪表组成

电子仪表最关键的部件是感测器、显示器、电源系统，MCU则成为新型仪表的控制中心。例如，只需选用一块专用的电能计量IC(MCP3905)和一个显示/计数器即可方便廉价地实现电表。当采用8或16元MCU甚至16位元数信号控制器（DigitalSignalController,DOS）时，还可以获得更高级的解决方案。

对于气表和水表，它们使用的是正向位移式流量计，它们需要测量有多少单位体积的流体流过仪表。每流过一个单位体积的流体，转轴或磁体旋转一周。旋转的圈数可被转换为电派动序列，并由MCU进行计数。MCU的任何一个数位输入引脚都可以实现派动计数，但是最好将派动输入信号连接到中断引脚或计时器/计数器引脚，这样可以尽可能多地使用休眠式来把功耗降至最低。

热表采用的是水流量测量方法，检测器件是温度传感。最常用于热量计量的感测器是电阻温度检测器（ResistanceTemperatureDetector,RTD）。温度感测器对通常使用RTD,因为它们易匹配，精度高，测量精度可达0.1度。这些器件相对便宜，但是必须针对所使用的量程范围对它们进行线性化处理。线性化可以轻松地由运行在MCU上的软体来完成。一旦收集了温度和流量资料之后，经过数学运算就可以计算出所使用的辐射热量。

电表是采用电流感测器和电压感测器测量电能的。确定功率因数则需要更复杂的测量手段，但基本上也使用这两种感测器。感测器的数量必须与系统中电相位的数量一致。这些感测器和支援电路已被集成到专用IC中，使用这些IC可以轻松实现电表设计并能精确测量非线性参数。

仪表最常用地显示部件是LCD和LED，因为它们价格便宜且功耗很低。其中，LED是一种相对高效的光源，当直接极化时（用较低的电压：1.2-1.6V），只需几毫安培电流就可以产生强光。跟LED相似，每个LCD段能代表数码管中的一段、矩阵中的一个图元或自定意的一个完整图示。

仪表通信技术

通常在电子仪表中使用通信技术，来配置仪表内德参数和传送存储的资料到主机。通信方式可以是有线（电话线和传输线等）或无线（IrDA和蜂窝无线网络等）。

一旦采用无线通信埠，设计者就需要采取措施保护仪表的内容。通信软体应具有几个安全级别。例如，首先，软体应采用合理的方式只允许授权人员读取仪表内容；第二，仪表应具有几个访问级别。比如，允许第一个级别的用户读仪表，允许第二个级别的用户读取和清除仪表资料，允许第三个级别的用户配置仪表内的参数等等。

有线通信

电话线

电话线可能是地球上应用最广的“网路”。电话线最常用于电信通信，因为电话线的入室点通常跟电表很近。水表很可能位于街边，而气表一般在房子的其他地方，需要额外的设施才能使用电话线。

电话线需要一个固定数据机才能进行通信。嵌入式数据机串列传输速率在1200到56K之间。MCU和嵌入式数据机间的界面是一个简单的序列埠和一些状态和控制线。嵌入式数据机通常使用标准AT命令集通信，该命令集可以很方便地安装在MUC上。诸如TDKSemiconductor、Secom、Zoom和Wintec公司都提供数据机模组和分立的数据机IC，可用于嵌入式系统的设计中。

乍一看会觉得使用电话线通信是个好方法。但仪表中广泛采用的数据机需要使用本地号码拨号上网。但业主通常不喜欢仪表拨打长途电话。该方法还要求基础设施能处理这些拨入电话并与仪表通信，所以数据机必须能检测是否有其他通话拨入并中止当前通信（这对紧急拨叫非常重要）。

DsPIC30F系列器件实现的软数据机方案，其DsPICDEM.net开发板提供了一个基本平台，用于开发和评估软数据机的Iinternet连接方案，该数据机采用的是DsPIC30F601416位元数位信号控制器。

（2）传输线

本技术采用交流传输线作为通信介质。传输线通信模组通常位于电表内，便于与高压交流传输线连接。本技术不能同用于室内而非室外通信的X-10混淆，它所面临的主要挑战是资料传说要通过交流变压器，该变压器用于将传输线上极高电压降到240V入室电压。这些变压器如同滤波器一样，所以在变压器间传送资料的技术非常重要，需要使用扩频或类似的通信技术。空调和冰箱会在传输线上产生大量的杂讯，数据机必须能在这种环境中可靠地传输资料。

传输线通信要求基础实设施能收集从室内传送过来的资料，通常是流经变压器的