电子仪表中的关键部件及无线技术

的专用协定，资料传输速率为9.6kbps，工作频率为868MHz或908MHz。Z-WAVE广泛用于如照明、家用电器和HVAC控制等室内控制应用上。在功能上它与ZigBee类似，适合连接水表、气表和电表。现在出了Zensy开发的模组外，还有没有其他嵌入式模组。Zensy也提供单晶片器件。

(3)红外线

红外技术虽然经常会被忽略，但是因其低成本和技术成熟等突出优势目前已经广泛用于许多电表中，用于参数配置和资料传输。它遵循几个标准：ANSIC12.18是有关连接器安装物理尺寸的标准；IEC62056规范是红外线通信相关的协定和目录。

目前这种类型的红外埠常用于读表系统。使读表器靠近电表，将探头放在连接器上，然后读取电表内部存储的资料。读表器一般是运行资料读取软体的手持PDA或类似设备。目前，资料读取软体有GE的MeterMate等。

(4)专用短距离无线通信

现在市场上充斥着大量短距离无线通信设备。这些设备覆盖314、433、868、和915MHz频段，比特率最高可达100kaps。诸如Chinpcon、Micrel、Microchip公司提供独立收发器和集成解决方案（收发器加MCU）。此类设计所面临的挑战是协议机要由设计者创建。这样将一个原本很简单的应用程序分成了两个应用程式：主应用程式和RF协定。幸运的是有些制造商已经开发了简单协定，从而缩短了工程进度。(5)GSM/GPRS/CDMA蜂窝式无线通信

另一个可行的技术是GSM/GPRS/CDMA数据机。它们非常适合远端计量应用。例如，用于灌溉庄稼的水泵可能需要一个水表和一个电表。由于水泵的远端特性，可能需要一个蜂窝式数据机将水泵资讯传送给检测站。派专人去读取仪表资料是不切实际的，因为路途很远要花费很长的时间，所需费用远超过数据机硬体的成本。公用事业公司通常会有许多此类仪表，通过协商还能降低每月数据机的服务费。

嵌入式蜂窝数据机大多使用简单串列界面，并且使用标准AT命令集配置和使用电话。诸如Motorola、Sierra、Wireless和Falcom等公司都制造基于GSM/GPRS和CDMA的嵌入式数据机。

设计考虑：低功率

低功耗是水表和热表的主要考虑指标，因为这些仪表所处的位置通常没有本地电源。

仪表应用中需要考虑的另一个重要方面就是：在丢失主电源情况下要进行适当的低功耗管理和维持系统鲁棒性（Robustness）。公用仪表一般具有两种供电方式:交流和直流（如小电池）电源。电表中通常采用交流电源插座或直接交流供电被认为是不安全的，在水表中通常使用直流电源。

交流稳压电源供电的仪表

交流供电仪表可通过标准电源插座获得无限量的电能（一般最高限制为2W）。对于交流供电的公用仪表，当计量单元丢失主电源时，智慧电源管理部件除了管理系统的全面操作外，还起到了至关重要的作用。因为当交流电源暂时切断时，也许用户正在使用燃气，或者计量单元正忙于向非易失忆体存储重要资料或正在向公共事业公司传送资料。

交流供电仪表系统使用变压器或无变压器电源。要降低应用成本和规模，有时可通过一个简单的电抗分离的无变压器电路向仪表供电。这通常适用于仪表已连接到交流电源的情况（例如电表）。但这种设计使得典型电路供给的电流有限，从而限制了大功率元件的使用。合理的功耗管理有助于降低应用电路的平均功耗，由此降低电源元件的大小和重量。

为了补偿交流电源的损失，设计工程师通常会在设计仪表时添加某类备用电源系统，可以是大电容、超大电容或一个小型锂电池。在启用备用电源的情况下，整个系统的功耗特别是MCU的功耗变得至关重要。设计工程师常面临的挑战有

在上述情况条件下系统应保持多长的启动时间？

整个系统的待机电流是多少？

系统的工作电流是多少

如何优化功耗和使器件性能（时钟速度）快速适应当前的要求？

如何在不稳定电池系统供电条件下可靠地工作？

如何通过集成欠压复位、看门狗计时器和故障时钟监视电路增加系统可靠性？

如由于执行不同任务时的工作负载也各不相同，如何更好地动态优化仪表中的MCU功耗显得非常重要。给出的典型计量为例，该示例执行了以下任务：

及时时钟更新—很小的任务，可以被编程为每秒执行一次。

计数器递增—也是一个很小的任务，可以在收到来自计量装置的派动时（如电表中MCP3905的输出，或气/水表中位移测量装置产生的派动）产生中断。

偶尔需要MCU执行高强度的计算任务。例如，通过IrDA或RS-485与仪表通信来自动读表，或简单地更新显示或执行一些计费/记录相关的功能。

所有新的PICmicroMCU(PIC16和PIC18两个系列)都提供了Microchip得纳瓦功耗管理技术。纳瓦技术具有一系列非常有用地特性是针对功耗管理和鲁棒性问题的，所以非