智能电表杂谈 厂商方案对比

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  从各家推出的方案来看,基本都是用8位控制器来做低端市场,中高端用32位控制器来做方案;而德州仪器主推16位MSP430系列来针对智能电表市场,对应低端市场,它有MSP430AFE2系列的产品,而对应中高端,它也有4系列的产品,与其他家相比只是市场策略不同而已。

  电表因为应用的特殊要求,对能耗要求较高,所以各家的超低功耗产品也是必须特别提一下的。如飞思卡尔的S08GW系列、S08LL系列,意法半导体的STM8L、STM32L系列,德州仪器的MSP430AFE2xx以及MSP430FE47X2系列,爱特梅尔运用picoPower技术的tinyAVR、megaAVR和AVR XMEGA系列。

  而在功能模块SoC方案上,德州仪器似乎做的更好,低成本的MSP430FE47x2 MCU通过将 ESP 能量计算引擎与 2x16 位 Σ-Δ ADC、128 段 LCD 驱动器、高达 32KB 的闪存与 1KB 的 RAM、实时时钟集成在一起,使得MCU 在系统组件上缩减到原来的五分之一。

MSP430FE47x2 MCU SoC方案使得MCU 在系统组件上缩减到原来的五分之一

  通信方案比较

  目前国内用得是RS485或者PLC载波通信方式。485通信需要另外布线,施工量太大,不方便大范围实施;而载波通信目前国内完全是窄带的FSK载波,这也存着不少问题,首先电力线的负载特性影响较大,容易造成通信信道的不稳定不可靠,而且FSK载波方案的传输速率不够,达不到实时通讯的要求。

  目前中东和欧洲正在部署PRIME或G3的标准,这是一种OFDM的载波通讯方式,速率在20K-100K能够保障实时通讯的要求,这也是很多公司在推的一种方案;而针对目前的FSK调制技术,也有一些改进方案,以安森美半导体的S-FSK调制技术为例,针对电力线的特点,采用S-FSK和ASK自动切换的方式来应对最常见的窄带干扰。一般情况下,PLC Modem工作在所谓S-FSK调制方式:两个载频分开的较远 (>10 kHz)。如果有窄带干扰影响了某一个载频,Modem还可以利用另一个载频通信。此时Modem工作在ASK调制方式。下面我们具体来看各家的产品:

  1) 飞思卡尔,针对OFDM、S-FSK两种载波方式的MC13260通信芯片;

  2)意法半导体,针对OFDM方式的芯片有ST7590,B-FSK方式的有ST7538Q、ST7540,S-FSK方式的有ST7570,以及针对B-FSK, B-PSK, Q-PSK, 8-PSK多种调制方式的ST7580;

  3) 爱特梅尔,有针对OFDM以及完全兼容PRIME通信模块的ATPL2xx系列;

  4)美信,主要在推G3通信方案,产品型号是MAX2992,属于业内首款芯片;针对OFDM方式,美信也是业内第一个推出相应芯片的厂商,型号是MAX2990;

  5) 德州仪器,基于C2000这个MCU平台,可以灵活的为客户定制针对SFSK,FSK、G3、PRIME、P1901.2 OFDM等标准的方案。与其他厂商采用ASIC专用芯片方式不同,德州仪器采用的是DSP方案。针对不同技术标准,用户只要升级不同的软件协议栈就可以推出相对应的方案,而无需进行硬件的更改。

  无线方案中,各家基本以ZigBee为主,如飞思卡尔的MC13202、MC1322x,意法半导体的SPZB250、260等,德州仪器的CC2520/CC2530,以及CC2500/CC2550等,当然很多MCU本身就SoC无线模块在里面了,如STM32W等,这里就不再累赘了。

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