智能表计五大应用场景及型号分类

发布时间：2024-05-24 阅读量：388 来源: 我爱方案网作者: bebop

智能电表是一种基于微处理器（MCU）和通信技术的高级电表，它能够实时监测、记录并传输用户的用电信息。与传统的机械式电表相比，智能电表具有更高的精度和稳定性，且能够实现远程管理和控制。此外，智能电表还能够与智能电网系统相连接，为电力公司提供更加准确、及时的用户用电数据，有助于实现电力资源的优化配置。

智能电表对主控MCU 有较高的可靠性要求，必须满足工业级温度范围-40-+85℃，支持1.8-5.5V 宽电压工作，并且要求不少于10 年的长期稳定运行。随着新一代智能电表技术规范的实施，客户对主控MCU的速度、运算能力、存储容量和工作寿命等，都会进一步提出更高的要求，相应的工艺技术也在向55nm 及以下的嵌入式闪存工艺转移。

基于智能表计的场景要求，主控芯片的超低功耗是必须的。华大电子超低功耗系列安全MCU基于ARM Cortex-M0+内核，最高频率可达48MHz，具有超低功耗、高集成度、高可靠性、高安全的特点。内部集成LCD、ADC、VREFBUF、低功耗COMP、多种定时器、LPUART、多个 USART/I2C/SPI等丰富的外设资源，广泛应用于智能表计领域。以下分享一些华大电子MCU在智能表计行业已量产的案例及其技术实现方式，以作参考。

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华大电子CIU32L061N8PA智能燃气表方案

方案使用纽扣电池作为备用电源，在VBAT模式下维持RTC走时与备份寄存器可确保10年使用寿命。LCD显示屏使用MCU内部电荷泵供电，即使在恶劣供电条件下也可保证LCD的显示效果。主控芯片为CIU32L061N8PA安全MCU，芯片最高主频可达48MHz，内置128K Flash，可实现大量数据的存储和高速处理。

方案特点：

1.支持超声波、霍尔、光电等传感器进行流量计量

2.NB-IOT通信，可实现远程抄表、充值

3.采用电池供电，待机功耗低于10μA

4.支持阀门异常状态检测功能，确保用气安全。

华大电子CIU32L041智能水表解决方案

智能水表解决方案主控芯片为华大电子CIU32L041，基于Arm内核，最高频率可达48MHz。该产品具有超低功耗、高集成度、高可靠性、高安全的特点。内部集成LCD、ADC、VREFBUF、低功耗COMP、多种定时器、多个USART/I2C/SPI 等丰富的外设资源，支持SM4 安全加密算法。

方案特点

支持霍尔、无磁、光电直读和超声波四种流量计量方式，其中超声波传感器可通过LPUART唤醒MCU，波特率可达9600bps

整机待机，维持LCD显示，工作电流平均可低至10uA

NB-IOT通讯，可实现远程抄表、充值

低功耗模式下实时监测电池电量，低电量自动关阀

VBAT模式下RTC走时与备份寄存器保持，可采用纽扣电池供电，省去小锂电池用作备用电源的成本

华大电子CIU32L061三相电表应用方案

方案具有分时计费和分阶梯计费、电压、电流、功率测量等功能，信息采用LCD显示方式，支持RS485通信、红外通信。主控芯片为华大电子CIU32L061，最高频率可达 48MHz，支持独立的备份电源供电，内部集成 LCD、ADC、DAC、内部参考电压源 VREFBUF、超低功耗比较器、 LPUART、多个 USART/I2C/SPI、RTC、多种定时器等丰富的外设资源；

方案优势：

RTC内置温度传感器，可提供完整的温度补偿方案

支持VBAT模式，功耗低

IRTIM可产生红外控制信号

应用场景：

智能表计、便携医疗、智能门锁、其他电池供电的低功耗场景

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智能电表在不同场所的应用

一、工业生产领域

在工业生产领域，许多大型设备如电动机、变压器等都需要使用三相电源。为了能够准确地测量这些设备的能耗，确保生产的正常运行，三相电表就成为必不可少的工具。同时，通过三相电表，企业可以对能耗进行有效管理，提高生产效率，降低成本。

二、商业建筑

商业建筑中的中央空调、电梯、照明系统等往往使用三相电源。为了能够准确地计算能耗，分摊电费，三相电表也是必不可少的。此外，通过三相电表，商业建筑可以对电力使用进行实时监控，实现能源的优化配置。

三、居家应用

虽然家庭通常使用单相电源，但在某些情况下，家庭也可能需要使用三相电表。例如，当家庭中安装了大功率电器，如三相空调、热水器等，或者家庭接入了三相电网，这时就需要使用三相电表来准确计量电能的使用。

四、智能电网

智能电网是未来电力系统的发展方向之一，三相导轨式电表也是智能电网的重要组成部分之一。在智能电网中，需要对电力系统的状态进行实时监测和分析，以便更好地控制电力系统的运行。三相导轨式电表可以实时测量电力系统中的电流、电压等参数，并将数据传输至智能电网管理系统，为智能电网的运行提供重要支持。

五、能源管理

能源管理是三相导轨式电表的另一个应用场景。在能源管理中，需要对能源的使用情况进行监测和分析，以便更好地控制能源的使用和降低能源的消耗。三相导轨式电表可以对电能的使用情况进行实时监测，并将数据传输至能源管理系统，为能源管理提供数据支持。

智能电表的型号分类

智能电表根据不同的功能和用途，可以分为多个型号。以下是一些常见的智能电表型号及其特点：

单相智能电表：适用于家庭、小型商业场所等单相用电环境，具有基本的电量计量和用电监测功能。

三相智能电表：适用于工业、商业等大型三相用电场所，具有更高的精度和稳定性，能够满足复杂用电环境的需求。

多功能智能电表：除了基本的电量计量功能外，还具有谐波分析、功率因数监测、需量监测等多项功能，适用于对电能质量要求较高的场所。

预付费智能电表：具有预付费功能，用户可以先购电后使用，适用于租赁房屋、商业场所等需要控制用电成本的场景。

远程抄表智能电表：通过无线通信技术实现远程抄表和数据传输，适用于分散、不便人工抄表的场所。