家用能源顯示設(shè)備設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
在長期部署智能電表(自動(dòng)抄表基礎(chǔ)設(shè)施)后,在實(shí)用程序和消費(fèi)者之間將建立起一套雙向的來回通信。消費(fèi)者將直接通過智能電表,或通過某種形式的能源網(wǎng)關(guān),來獲得新的信息來源。這些信息將被充分利用,并借助家用能源顯示設(shè)備 (IHD) 這一通信方式示意消費(fèi)者。
家用能源顯示設(shè)備使實(shí)用程序客戶可以根據(jù)使用的千瓦時(shí)數(shù),以圖表或圖形形式跟蹤其能源使用情況。它提供客戶需要的大多數(shù)類型的能源感知信息:總能耗、實(shí)時(shí)定價(jià)、與一般能源使用情況進(jìn)行比較分析等。
IHD 實(shí)際上是一個(gè)便攜式或安裝在墻上(適用于新房屋)的顯示器,它可以與實(shí)用計(jì)量儀表(電、燃?xì)狻⑺?以及其他家用設(shè)備啟用的通信方式(例如使用 ZigBee、無線 MBus)通信。啟用 ZigBee 時(shí),它可以設(shè)置為充當(dāng)協(xié)調(diào)器或路由器。這些通信功能使得它能夠接收來自實(shí)用程序公司有關(guān)帳單、能源價(jià)格等方面的實(shí)時(shí)定制信息。
常見的無線通信有 ZigBee(802.15.4 2.4GHz,常用于美國)或無線 MBus(低于 1GHz,更常用于歐洲)。這類通信可以通過片上系統(tǒng)(MCU 和收發(fā)器)啟用,或者由一個(gè)運(yùn)行其它配置文件堆棧(與連接無線電收發(fā)器相連)的 MCU 組建,具體情況應(yīng)視系統(tǒng)拓?fù)涠?。在這兩種情況下所涉及的硬件和軟件均可由德州儀器 (TI) 和 TI 開發(fā)人員網(wǎng)絡(luò)提供。高端 IHD 還可以選用現(xiàn)已上市的 WIFI 技術(shù)。
多種類別的 IHD 會因?yàn)榭扇芜x圖形和信息功能而相互有所區(qū)別,這也將自然而然導(dǎo)致用戶選擇不同的嵌入式處理器:
成本優(yōu)化的 IHD,如 MSP430 等微處理器通常用作主處理器:它針對超長耐用電池供電設(shè)計(jì),完美地對閃存、處理能力和低功耗進(jìn)行了綜合的優(yōu)化。它的集成度可實(shí)現(xiàn)與通信模塊(使用 SPI 的 UART)或射頻收發(fā)器的輕松連接。該系列產(chǎn)品中的部分成員可以通過片上 LCD 驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)分段 LCD,并提供片上模數(shù)轉(zhuǎn)換器;在未使用帶集成控制器的顯示屏?xí)r,可用于實(shí)施觸摸屏功能。此外,多種輸入/輸出可通過編程來實(shí)施按鈕的選項(xiàng)。對低于 1GHz 的解決方案,集成度可以采用 CC430 進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化,在一個(gè)低功耗射頻片上系統(tǒng)中結(jié)合 MSP430 和低于 1GHz 的收發(fā)器,無需 LCD 分段控制器。為了獲得超低待機(jī)電流以最大限度地延長鋰離子電池的壽命,TI 提供 LDO 線性穩(wěn)壓器,待機(jī)電流低至 0.5μA。TI 針對超低輸入電壓,提供了降壓/升壓 DC/DC 穩(wěn)壓器,其非常適合通過電池(包括 1 至 3 節(jié)堿性、鎳鎘或鎳氫電池)給 MCU 供電。從電壓低至 0.7V 的電池給 MCU 供電,再加上高效率,這些穩(wěn)壓器能夠延長電池充電的使用時(shí)間,從而增加應(yīng)用的運(yùn)行時(shí)間。
中端 IHD - 如果需要更高的處理能力,而且如果開發(fā)人員尋求更加高級的圖形庫,TI Stellaris Cortex M3 微處理器產(chǎn)品系列可提供大量引腳至引腳存儲器選項(xiàng)、接口選項(xiàng)以及加密解決方案,是您的不二之選。該系列產(chǎn)品配備嵌入式圖形庫,通過 Stellaris Ware Software 提供。TI 根據(jù)成本有限或要求最高效率等系統(tǒng)限制,可提供優(yōu)化的產(chǎn)品來為 Stellaris MCU 系統(tǒng)供電,其中包括能夠用標(biāo)準(zhǔn) 24V 直流線路為 MCU 供電的高輸入電壓穩(wěn)壓器,其常用于住宅門鈴和安全系統(tǒng)。
高端 IHD - 為了支持更多需要 Linux 等操作系統(tǒng)的交互式選項(xiàng),處理能力和接口等因素將致使用戶選擇 ARM9 Sitara 微處理器,如 AM1808。該 MPU 提供了完全集成的 LCD 控制器單元,并為實(shí)施提供了多種軟件庫。為達(dá)到一定功率,這些器件需要 1.2V 穩(wěn)壓核心、1.8 V 和 3.3V 電壓。此外,定序電源結(jié)構(gòu)正在成為高性能 DSP 系統(tǒng)的常規(guī)配置。主要用于充電或上傳多媒體內(nèi)容的高端顯示器上也可以找到 USB 接口。TI 為這些類型的高功率多軌系統(tǒng)提供了完整的低成本、集成電源管理解決方案。
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