新一代智能计量仪表炫酷出炉

自德州仪器 (TI) 首次推出 16 位 MSP430 微控制器以来，超低功耗 (ULP) 微控制器 (MCU) 已风靡了至少 20 年。从那时起，超低功耗解决方案即在传感器、计量和种类繁多的电池供电型设备（如血糖仪、温度计、手表等）领域呈雨后春笋之势蔓延，验证了 ULP 系统方法是前途无量的绝佳策略。
 
超低功耗技术已扩展至 RF 收发器、传感器、MCU 以及适用于电池供电型应用的所有类型芯片产品。同样，只有显著降低半导体产品的功耗，才有可能在平板电脑和智能手机等许多消费类应用中广泛采用无线技术。
 
人们普遍意识到，未来全球性增长的良机将花落智能电网市场，其中包括燃气表、热表、水表、电表、热量分配表等计量和辅助计量设备，以及可从计量装置收集信息的智能电网家庭网关、数据集中器和数据收集器。智能电网和家域网 (HAN) 的联袂携手既有望使公用设施降低高峰电力需求（而这反过来又有助于减少兴建新电厂的需求），也有望通过家庭自动化为消费者节省成本并增加舒适感。
 
本文介绍了最佳超低功耗 MCU、最高性能 RF 收发器（适合低于 1GHz 的通信）与高级电源系统解决方案的强强联手如何能助推新一代智能计量仪表走红欧洲内外。此外，欧洲 wM-Bus 协议栈的日趋成熟和最新发展也为电池供电型燃气表、水表和热表的大规模部署敞开了新机遇的大门。
 
本文还介绍了如何采用 868MHz 与 169MHz 频段的流行版 wM-Bus RF 通信为欧洲市场构建智能仪表（燃气表、水表、热表）模块；并就如何实施与优化燃气表、水表和热表的 wM -Bus解决方案提供了实用性建议。
 
1. RF 通信的欧洲版标准
欧洲对低于 1GHz 通信的相关标准是 ETSI 300 220-1 V2.3.1（ 2010 年 2月）。面向计量应用的既定 868 MHz 和 433 MHz 免授权 ISM 频段有所扩展，在抄表应用中可以是频段为 169.400MHz 的一个 75kHz 窄带。允许的最大发射功率为 +500mW（等于 +27dBm），占空比 <=10%。通道间隔为 50kHz 或以下；还可用 LBT（载波侦听）或 AFA（自适应频率捷变）通道接入，但二者都不是强制性的。
 
显然，比起频段为 868 MHz、发射功率为 +25mW（ 等于 +14dBm ）的现有 wM-Bus 解决方案，频段为 169MHz、发射功率为 +27dBm 的低成本 RF 链接能提供更卓越的覆盖范围（见图 1）。请注意，“旧型”T 模式与“新型”C 模式各采用两种不同的频率，一种用于仪表至数据收集器方向，另一种则用于从数据收集器至仪表方向的链接。