深度分析：看智能电表如何雄霸能源管理领域

　　电子发烧友网核心提示：本文通过专家的深入分析和重点阐述为大家展示了智能电表是如何为能源管理带来智能化、互联互通和有效数据保护等功能的。通过本文的介绍，相信大家会对“智能电表如何雄霸能源管理领域”有着更为深刻的理解。

　　随着绿色能源管理成逐步全球化，使用智能系统和无线技术来高效利用能源和其他资源成为普遍情况。一开始的想法相对简单，如果在传统仪表装置中嵌入智能和通信连接，就能远程接入此仪表所收集的数据。其中率先出现且效果最明显的应用，莫过于读表和收费程序的简化。通过表面上看似简单的强化通信连接，构成了网络系统，随之而来的便是更多应用和创新作法改变了能源测量、定价和消耗的方式。　

　　能源计量生态系统所监测和控制的能源相当广泛，包括气、水、电和热能源。对于来自住宅、商业及产业设备的计量信息，共享的计量收集装置会以固定的时间间隔进行取样并计算，之后再提供给服务提供商。自动读表功能带来了极大便利，同时现在的设备正在发展双向网络，如此可进一步让个人和公司更有效地利用他们所消耗的能源。家用的能源显示器、恒温器及负载控制器在市场上渐渐普及，这些工具能进一步提高控制水平。运营商也能享有双向网络系统的好处，因为这能改善可靠性并提供互动收费机制。

　　公用仪表基本类别

　　计量装置相关应用相当广泛，主要分为三类。最常见的就是计算电力消耗的电表。其次是测量液体消耗的仪表，比如水、天然气或燃油等。第三类则是计量热能消耗的仪表，通常指热量表或是热成本分配器。

　　关于电表，按功能可被分为两大功能区：计量或测量功能以及通信子系统。计量功能的要求因区域和仪表种类而异（如住家或工业），其中的一些变量包括测量相位的数目、测量精确度、因使用时间而异的费率要求、通信层所需的安全级别（包括加密）等。一般而言，这些系统会测量客户所消耗的电力、负载的电力因子以及耗电的时间，以支持多重费率的计量。这些测量依靠能和系统中的电源相数数量相匹配的各种传感技术。一般大众的仪表多为单相，而商业和工业客户则可能拥有多相仪表。一般而言，这些仪表会使用来自主管线的电力，不过仍需要另外的电力供应，例如电池或超级电容，以便在断电或是供电条件恶劣时仍能维持运作。

　　煤气和水表（见图1）一般是以电池供电并含有嵌入式控制器，可接到计量传感器、显示器以及通信部件，主要是无线发射器或收发器。它们通常使用容积式流量计测量单位流量流过此仪表的次数。针对较黏稠的液体，其流量是以磁铁或轴杆的旋转来计算，每一次的旋转会被转换为一个电气信号，并由嵌入式控制器累计。不太黏稠的液体如天然气，则可能是以超音波传感器测量庞大的流量。无论待测物的性质为何，低功耗都是这些系统中极为关键的设计参数，因为电力线通常不会拉至这些仪表所在之处。

　　
图1 基于Si10xx无线微控制器的智能气/水仪表系统示例

　　第三类仪表为热能计。热量计和热成本分配器一般安装在有多个住家并使用中央暖气系统的建筑物中。这些仪表会计量在特定的一段时间内传送至某位置的热量。同样，这些仪表采用电池供电的解决方案，并针对最低的整体系统功耗进行优化。

　　与煤气和水表的拓扑结构相似，热能计一般会具备嵌入式控制器，并结合显示器和通信部件以测量热流的流动和温度。暖气的收费是按照被传输至某位置的热量（每单位时间的热能）来计算，其根据在特定期间内测量热流的流动，以及输入和输出液体的温度而来。客户可以通过仪表中集成的显示器或远程显示器看到这些信息。各个地方收集到的信息通常会通过无线连接传送至收集器，并在此整合传输给服务提供商。