水、氣、電、熱|N32L4系列低功耗MCU應(yīng)用案例分享
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國民技術(shù)擁有業(yè)界領(lǐng)先的低功耗MCU技術(shù)、無磁計(jì)量技術(shù)、低功耗無線射頻技術(shù)，以及金融級信息安全技術(shù)等表計(jì)核心技術(shù)和全棧芯片產(chǎn)品，面向表計(jì)行業(yè)客戶提供低功耗MCU、低功耗藍(lán)牙BLE5.1 SOC、金融級安全芯片等表計(jì)方案核心芯片產(chǎn)品，以及從端到云的智能表計(jì)解決方案，上述相關(guān)芯片已在智能水表、智能電表、智能燃?xì)獗?、智能熱量表等多種表計(jì)產(chǎn)品中獲得行業(yè)標(biāo)桿客戶的批量應(yīng)用。
N32L4xx系列低功耗MCU在表計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢
N32L4xx系列MCU是業(yè)內(nèi)首顆采用40nm工藝制程的低功耗MCU產(chǎn)品，基于其形成的表計(jì)方案最大限度地減少能耗和提高測量精度。得益于N32L4xx優(yōu)秀的低功耗和高集成特性，可延長表計(jì)電池壽命并降低系統(tǒng)使用成本。
表計(jì)應(yīng)用案例分享
1，水表案例〡基于N32L436的無磁智能水表
功能特點(diǎn)：無磁計(jì)量采用電磁感應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)采樣，不受水體雜質(zhì)及外界強(qiáng)磁干擾影響計(jì)量精度，基于N32L436可實(shí)現(xiàn)LC和線圈兩種無磁計(jì)量方案，在智能水表領(lǐng)域獲得越來越廣泛的市場認(rèn)可，其主要功能特點(diǎn)如下：
① MCU集成無磁計(jì)量算法，可實(shí)現(xiàn)正向/反向計(jì)量，計(jì)量度數(shù)精確至1L。
② 抗4000高斯汝鐵硼強(qiáng)磁干擾。
③ 超低功耗，一節(jié)8500mAh電池可續(xù)航8年（一天一次）。
④ 采用NB-IoT無線通信，支持BLE4.2/5.0。
⑤ 支持閥門故障、低電量報(bào)警等事件上報(bào)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程閥門控制，支持OTA遠(yuǎn)程升級。
⑥ 自動(dòng)補(bǔ)抄技術(shù)，抄表成功率大于99%。
⑦ IP68防護(hù)等級，支持戶外安裝。
N32L436應(yīng)用優(yōu)勢：N32L436內(nèi)置無磁計(jì)量采集算法模塊、LCD驅(qū)動(dòng)、比較器、定時(shí)器等資源，外圍電路精簡，單顆芯片同時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)量與應(yīng)用處理，大大降低成本，并且具有抗磁干擾、計(jì)量精度高，成本低等優(yōu)勢特點(diǎn)。
2，氣表案例〡基于N32L406低功耗MCU的智能燃?xì)獗響?yīng)用
功能特點(diǎn)：智能燃?xì)獗硪赃h(yuǎn)傳燃?xì)獗頌橹?，可以通過網(wǎng)關(guān)或基站實(shí)現(xiàn)云平臺對智能燃?xì)獗斫K端設(shè)備的信息采集和實(shí)時(shí)控制。同時(shí)平臺可通過與手機(jī)的交互實(shí)現(xiàn)用戶對智能燃?xì)獗淼挠脷饬坎樵儭?bào)警、報(bào)修、充值繳費(fèi)等操作。通過N32L406實(shí)現(xiàn)的燃?xì)獗砉δ馨ǎ?/span>
① 通過TIMER模塊對燃?xì)獗砥つび?jì)量模塊的脈沖計(jì)數(shù)或者對燃?xì)獗沓暡ㄓ?jì)量模塊的氣體流速積分運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)功能。
② 通過內(nèi)置FLASH存儲器保存氣量數(shù)據(jù)和時(shí)間日期，以及計(jì)價(jià)方式和階梯氣價(jià)的詳細(xì)計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。
③ 通過內(nèi)置RTC模塊實(shí)現(xiàn)日期時(shí)間的實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)功能。
④ 通過內(nèi)置LCD模塊連接到液晶顯示屏，顯示氣量數(shù)據(jù)和時(shí)間日期等信息。
⑤ 通過USART連接到NB-IOT等通信模塊，用于數(shù)據(jù)交互及平臺對終端設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。
⑥ 通過ADC實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)做過流過溫等保護(hù)，通過GPIO控制閥門通斷和蜂鳴器報(bào)警。
N32L406應(yīng)用優(yōu)勢：N32L406的超低靜態(tài)功耗和運(yùn)行功耗，以及增強(qiáng)工業(yè)級-40℃至105℃工作溫度，支持±4KV ESD沖擊，能確保燃?xì)獗碛行Х乐轨o電干擾并長期穩(wěn)定工作。芯片擁有多達(dá)9路定時(shí)器，可滿足氣量數(shù)據(jù)采集計(jì)算，同時(shí)還擁有1路低功耗定時(shí)器和RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，支持閏年萬年歷、周期性喚醒，支持內(nèi)外部時(shí)鐘校準(zhǔn)。128KByte片內(nèi)Flash，支持加密存儲、分區(qū)管理及數(shù)據(jù)保護(hù)，支持硬件ECC校驗(yàn)，10萬次擦寫次數(shù)，10年數(shù)據(jù)保持，可有效保護(hù)氣表內(nèi)的數(shù)據(jù)，防止偷盜氣等行為。芯片具有1個(gè)12bit 4.5Msps ADC，多達(dá)16路通道，可滿足氣表電池電量等信息的采集和管理需求。
3，電表案例〡基于N32L406低功耗MCU的三相導(dǎo)軌式電能表
功能特點(diǎn)：導(dǎo)軌式安裝電表為低壓照明終端的電能計(jì)量提供了有效的解決方案，可廣泛應(yīng)用于樓宇、商場、會展中心、學(xué)校、機(jī)場、港口及工廠等。基于N32L406的三相導(dǎo)軌式電能表采用模塊化結(jié)構(gòu)，體積小巧，安裝方便，運(yùn)行可靠。通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式預(yù)付費(fèi)管理功能、在線抄表、數(shù)據(jù)查詢、欠費(fèi)斷電、在線繳費(fèi)充值送電、遠(yuǎn)程控制等功能。主要功能特點(diǎn)包括：
① 強(qiáng)弱電分離設(shè)計(jì)。
② 雙向電能計(jì)量。
③ 預(yù)付費(fèi)。
④ 參數(shù)可編程。
N32L406應(yīng)用優(yōu)勢：N32L406采用增強(qiáng)工業(yè)級可靠性技術(shù)，適應(yīng)復(fù)雜電氣環(huán)境，增強(qiáng)電表可靠性。芯片基于Cortex-M4F內(nèi)核，支持FPU浮點(diǎn)運(yùn)算，提供1.25DMIPS/MHz的優(yōu)異性能，在STOP2模式下工作電流約為2uA，低功耗運(yùn)行模式工作電流在1mA以內(nèi)，可以有效降低產(chǎn)品功耗。片內(nèi)集成2個(gè)SPI，速率可達(dá)16Mbps；5個(gè)串口波特率可配置，支持DMA，最高波特率可達(dá)2Mbit/s，可以滿足電表產(chǎn)品各種應(yīng)用功能高速接口需求。芯片具備硬件級高安全性，為代碼安全以及用戶數(shù)據(jù)安全提供保護(hù)。
4，熱表案例〡基于N32L436的超聲波熱量表
功能特點(diǎn)：超聲波熱量表為供熱系統(tǒng)收費(fèi)提供結(jié)算數(shù)據(jù)并為其精細(xì)化管理提供數(shù)據(jù)支持，在集中供暖、中央空調(diào)和冷熱聯(lián)供等熱量計(jì)量收費(fèi)的采暖設(shè)施等許多領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用，主要功能特點(diǎn)：
① 無機(jī)械葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，不產(chǎn)生機(jī)械磨損，使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于機(jī)械式熱量表，且基本屬于免維護(hù)產(chǎn)品。
② 計(jì)量可靠性好，穿過熱量表前端過濾器的細(xì)小雜質(zhì)，對超聲波熱量表精確計(jì)量不會造成影響。
③ 計(jì)量糾紛少，不堵塞，不磨損，利于供熱計(jì)量工作的順利進(jìn)行。
N32L436應(yīng)用優(yōu)勢：N32L436支持FPU浮點(diǎn)運(yùn)算，其Cortex-M4F內(nèi)核高效支撐超聲波熱量表利用公式計(jì)算熱交換系統(tǒng)獲得的熱量。芯片內(nèi)置12bit ADC最高達(dá)5.14Msps，可實(shí)現(xiàn)快速采集模擬量。具有多種低功耗模式，低功耗外設(shè)（LPUART）支持產(chǎn)品無線物聯(lián)網(wǎng)通訊以及降低產(chǎn)品電池更換等使用成本。芯片在-40℃~105℃工作溫度范圍、±4KV（HBM模型）ESD環(huán)境下可正常工作，使得產(chǎn)品能夠長時(shí)間適應(yīng)復(fù)雜供熱水質(zhì)條件，增強(qiáng)熱量表可靠性。集成高安全密碼算法硬件加速引擎，保證代碼安全以及用戶數(shù)據(jù)安全。
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