智能電網(wǎng)涵蓋的技術(shù)和涉及的產(chǎn)業(yè)非常廣泛，它從概念走向實(shí)踐帶動(dòng)了很多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能電表就是其中最早受益的市場(chǎng)之一。由于與用電消費直接相關(guān)，也是用戶(hù)和電網(wǎng)公司之間的一個(gè)紐帶，智能電表成為智能電網(wǎng)發(fā)展的排頭兵。
智能電表不同于傳統電表之處在于它是雙向實(shí)時(shí)通信，具有互動(dòng)的特征，能夠提供實(shí)時(shí)數據，為實(shí)施階梯電價(jià)提供了可能。因此，智能電表在設計中強調了更強的信息處理、交互、計量和通信能力，在國家電網(wǎng)公司公布的智能電網(wǎng)標準中，對這些指標也都做出了詳細的規定。2009年10月，國家電網(wǎng)公司公布了智能電表新技術(shù)標準體系，由功能規范、技術(shù)規范、型式規范、安全認證規范4類(lèi)12個(gè)技術(shù)標準構成。該標準體系對電表在計量、費控、通信、功耗乃至電子線(xiàn)路布線(xiàn)、外觀(guān)等各方面都有詳細的規定，且提出了較高的要求。
智能電表的芯片涉及控制、計量、加密和通訊芯片（窄波通信），其中控制芯片是整個(gè)方案中的核心，負責計算資費、控制顯示和通訊等最主要的功能。國內控制芯片現在主要由兩大廠(chǎng)商占據絕大部分市場(chǎng)份額，最大的是瑞薩電子，大概占有70%以上的份額；另一家是國內的復旦微電子，大概占據20%左右的份額。這兩家廠(chǎng)商的方案也代表了國內主流智能電表廠(chǎng)商的設計方案。
復旦微電子FM3308控制芯片
國內廠(chǎng)商復旦微電子推出了一組專(zhuān)門(mén)為國網(wǎng)單相智能電表而打造的FM33系列MCU芯片，以其中具有代表性的FM3308芯片為例，說(shuō)明復旦微電子提供的智能電表解決方案。FM3308基于成熟的8051內核，下圖是使用FM3308的國網(wǎng)單相智能電表解決方案。
由于復旦微電子的FM3308芯片是專(zhuān)門(mén)為國網(wǎng)智能電表而量身定做的，將智能電表所需的各種功能如MCU內核、液晶驅動(dòng)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及I2C、7816等各種接口都集成在芯片中，因此以FM3308為主控芯片的智能電表設計方案能充分利用芯片的硬件固有功能，最大限度地簡(jiǎn)化外圍設計，在保證整體設計功能滿(mǎn)足性能最優(yōu)的同時(shí)，降低系統成本。
芯片內置硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘和液晶驅動(dòng)電路，因此不需另外增加實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片和液晶驅動(dòng)芯片，這樣可大大降低系統成本，簡(jiǎn)化外圍電路設計。
MCU時(shí)鐘由內部高頻/低頻振蕩器提供，從而摒棄傳統的外接晶體振蕩器，可簡(jiǎn)化外圍電路，提高可靠性。FM3308芯片內的高頻(8MHz)振蕩器精度可達8MHz±0.5%，完全滿(mǎn)足電能表使用要求。3路硬件串行接口分別用于紅外、485抄表和電力線(xiàn)載波通訊；2路7816接口用于ESAM和IC卡；I2C接口用于外接EEPROM存儲芯片。
瑞薩電子的R8C/Lx系列控制芯片
瑞薩電子進(jìn)入電表市場(chǎng)已經(jīng)有十幾年時(shí)間，在中國電表應用主控芯片市場(chǎng)占有最大的市場(chǎng)份額，并為客戶(hù)提供完整的參考方案。
瑞薩電子的R8C/Lx系列產(chǎn)品集成了看門(mén)狗，內部復位電路，內置液晶驅動(dòng)，數據閃存等，不僅可以為客戶(hù)節約零部件成本，也節約芯片可利用管腳數，使芯片能夠得到最大程度的利用。
瑞薩電子的R8C/L38產(chǎn)品使用3串口設計，使客戶(hù)能夠實(shí)現485通訊、紅外和智能卡通訊；內置液晶驅動(dòng)滿(mǎn)足4*40段碼的要求，將用電信息，電池信息，智能卡使用情況實(shí)時(shí)反映在顯示終端；硬件SSC、I2C接口實(shí)現MCU和時(shí)鐘芯片、計量芯片之間的通訊；大量的IO端口可以滿(mǎn)足按鍵，開(kāi)蓋，繼電器等需要。
SoC方案未來(lái)可期
以前由于國網(wǎng)規范的限制，現在智能電表SoC方案還無(wú)法在國內被采用，但是最新的規范在這方面未作限制，隨著(zhù)SoC方案的逐漸成熟，以及在國外部分市場(chǎng)的批量使用帶來(lái)的示范效應，在國內電表產(chǎn)品成本壓力日趨增大的情況之下，SoC方案會(huì )在未來(lái)2～3年內取得實(shí)質(zhì)性的突破。 |
