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電子儀表中的關(guān)鍵部件及無線技術(shù)


  來源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時間:2015-10-13 作者:荊楚
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例如,Microchip的解決方案包括高級的加密的三重DES和AES(最高可達到256位密碼),以及用于進行用戶身份驗證和訪問控制的低成本專有解決方案(KEELOQ安全)
       先進的付費方式
       通過使用電子儀表可以實現(xiàn)兩種全新的付費技術(shù):分時付費和預(yù)付費。其中,分時付費是指在每天的不同時段或每周的某些天對同一種公用資源(例如,電能)收取不同的費用。此技術(shù)使用公用事業(yè)公司可以調(diào)節(jié)需求從而優(yōu)化全天對能源的使用,通過在高峰時段(或每周的某些天)收取更高地使用費,鼓勵用戶合理高效地使用資源。電子儀表可以集成廉價的及時時鐘。(Real-Clock,RTC)和日歷(RTCC)電路來及時跟公用資源的使用情況。
       其中分時付費是指在每天的不同時斷或每周的這些天對同一種公用資源(例如,電能)收取公司可以調(diào)節(jié)需求從而優(yōu)化全天對能源的使用。通過在高峰時段(或每周的這些天)收取更高的使用費,鼓勵用戶合理高效地使用資源。電子儀表可以集成廉價的及時時鐘(Real-Time Clock,RTC)和日歷(RTCC)電路來及時跟從公用使用情況。
       預(yù)付費技術(shù)意在使公共事業(yè)公司降低收費的財務(wù)成本。該技術(shù)允許用戶提前買賣有限數(shù)量的服務(wù)并接受賒購,通常通過智慧卡或者磁卡付費。在這種情況下,是否提供服務(wù)(燃氣、水、熱能或電能)的關(guān)卡。
       無論測量的是燃氣、水、熱能還是電能,都將用到上述部分或全部的特性,這些特性使得電子儀表成為新興(迅速擴展的)市場和現(xiàn)有(已存在的)市場的首選方案。
       儀表組成
     電子儀表最關(guān)鍵的部件是感測器、顯示器、電源系統(tǒng),MCU則成為新型儀表的控制中心。例如,只需選用一塊專用的電能計量IC(MCP3905)和一個顯示/計數(shù)器即可方便廉價地實現(xiàn)電表。當采用8或16元MCU甚至16位元數(shù)信號控制器(Digital Signal Controller,DOS)時,還可以獲得更高級的解決方案。
       對于氣表和水表,它們使用的是正向位移式流量計,它們需要測量有多少單位體積的流體流過儀表。每流過一個單位體積的流體,轉(zhuǎn)軸或磁體旋轉(zhuǎn)一周。旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)可被轉(zhuǎn)換為電派動序列,并由MCU進行計數(shù)。MCU的任何一個數(shù)位輸入引腳都可以實現(xiàn)派動計數(shù),但是最好將派動輸入信號連接到中斷引腳或計時器/計數(shù)器引腳,這樣可以盡可能多地使用休眠式來把功耗降至最低。
       熱表采用的是水流量測量方法,檢測器件是溫度傳感。最常用于熱量計量的感測器是電阻溫度檢測器(Resistance Temperature Detector,RTD)。溫度感測器對通常使用RTD,因為它們易匹配,精度高,測量精度可達0.1度。這些器件相對便宜,但是必須針對所使用的量程范圍對它們進行線性化處理。線性化可以輕松地由運行在MCU上的軟體來完成。一旦收集了溫度和流量資料之后,經(jīng)過數(shù)學(xué)運算就可以計算出所使用的輻射熱量。
       電表是采用電流感測器和電壓感測器測量電能的。確定功率因數(shù)則需要更復(fù)雜的測量手段,但基本上也使用這兩種感測器。感測器的數(shù)量必須與系統(tǒng)中電相位的數(shù)量一致。這些感測器和支援電路已被集成到專用IC中,使用這些IC可以輕松實現(xiàn)電表設(shè)計并能精確測量非線性參數(shù)。
       儀表最常用地顯示部件是LCD和LED,因為它們價格便宜且功耗很低。其中,LED是一種相對高效的光源,當直接極化時(用較低的電壓:1.2-1.6V),只需幾毫安培電流就可以產(chǎn)生強光。跟LED相似,每個LCD段能代表數(shù)碼管中的一段、矩陣中的一個圖元或自定意的一個完整圖示。
       儀表通信技術(shù)
       通常在電子儀表中使用通信技術(shù),來配置儀表內(nèi)德參數(shù)和傳送存儲的資料到主機。通信方式可以是有線(電話線和傳輸線等)或無線(IrDA和蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)等)。
       一旦采用無線通信埠,設(shè)計者就需要采取措施保護儀表的內(nèi)容。通信軟體應(yīng)具有幾個安全級別。例如,首先,軟體應(yīng)采用合理的方式只允許授權(quán)人員讀取儀表內(nèi)容;第二,儀表應(yīng)具有幾個訪問級別。比如,允許第一個級別的用戶讀儀表,允許第二個級別的用戶讀取和清除儀表資料,允許第三個級別的用戶配置儀表內(nèi)的參數(shù)等等。

關(guān)鍵詞:電子儀表,測量,機電式儀表    瀏覽量:1048

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