智能仪表 - 燃气表

德州仪器的智能燃气计量解决方案

设计注意事项

燃气表 - 双向通信和时间同步测量

TI 提供与 TI MCU 相连接的低功耗射频产品系列(低于 1GHz 和 2.4GHz 的解决方案)。这种类型的通信使得能够及早检测燃气表终端设备的泄漏,并可以进行监控,提高客户意识。

燃气表 - 记录和计费

由于需要实施灵活的费率,因此在记录功耗信息的地方配备这样的系统至关重要。TI MCU 解决方案提供嵌入式 flash 技术,使这种类型的系统成为现实。此外,TI 提供了采用防篡改和预付费 RFID 选项的解决方案,实现了当今智能燃气表解决方案的终极灵活性。

延长基础设施寿命
为了优化服务频率,这类应用的电池寿命需要持续 10-15 年。TI 的 MSP430 超低功耗 MCU 系列通过将高性能与低功耗相结合,很好地顺应了这种想法。

燃气表 - 功率

在最大化地延长电池寿命的同时,优化低功耗 MSP430 的关键在于正确地选择超低静态电流电源管理设备。虽然直接从电池运行 MCU 可能会起作用(在指定的 MCU 工作范围内),而且似乎节省了电源管理组件的成本,但缺少电压调节会引发待机功耗过高和电池寿命缩短。这会导致更高的维护成本,远远超出了因不使用稳压器而带来的所有成本节约。将 MCU 和外设通信 IC 稳定在尽可能最低的电压将优化节电功能并延长电池寿命。

根据使用的电池类型和燃气表的工作模式(满载)占空比,我们有多种电源管理解决方案选择。对于使用具有平稳放电曲线电池(例如 Li-SOCl2 原装电池)的低占空比(长待机)的简单应用而言,使用超低 Iq LDO 可以以非常低的成本提供较长的电池寿命。对于工作占空比较高的应用而言,在省电模式(用于轻载)下使用低 Iq DCDC 稳压器,会在适度增加成本的基础上提供更高的效率。

对于使用具有线性放电曲线电池(例如多节 alkaline 或 NiXX)的应用而言,使用低 Iq 降压/升压转换器,将通过提供低至 1.8V 的稳定放电电压来最大化地延长电源寿命。对于使用单节电池或小钮扣型电池(在此情况下,电池电压可以低于调节电压)而言,使用低 Iq 升压转换器可以为调节电压提供低至 0.7V 的输入电压。

尽管可以在某一电压下对完全运行的 MCU 和外设通信 IC 进行优化,这些设备在待机模式下仍可以在低得多的电压下工作(只保持 RTC 和内存)。使用具有动态电压调节功能(通常通过 V-Select 逻辑引脚来实现)的 DCDC 转换器和 LDO 可以进一步延长电池寿命。

模拟传感

可以通过各种类型的传感器测量/检测燃气表中的机械力。由于电压非常低,在前端分别需要精确的低噪声放大器(用于流量和温度)及仪表放大器(用于压力),例如 OPA2209 和 INA10x。通常,电压会借助精密 ADC(如 ADS125x)实现数字化。

ADS125x 是具有 18 至 24 位分辨率(运行于单路 +5V 电源)的精密、广泛动态范围、Δ-Σ 模数 (A/D) 转换器,保证无丢失码。它们是诸如心脏病诊断、智能发送器、工业过程控制、秤重等高分辨率测量应用的理想选择。

通过支持这些功能,TI 使您可以生成准确的账单,定期计算账户余额和对账并提供实时使用信息,使燃气表和几种其他智能电网燃气表解决方案能够实现最佳节能效果。

技术文章

应用手册和用户指南

应用手册 (1)

标题 摘要 类型 大小 (KB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 380 KB 2018年 4月 5日 207

选择和解决方案指南

选择指南 (1)

标题 摘要 类型 大小 (KB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 7.31 MB 2012年 4月 3日 0 下载最新的英文版本 (Rev.AD)

工具和软件

名称 器件型号 公司 工具/软件类型
Wireless M-Bus protocol software WMBUS Texas Instruments 应用软件与框架

产品公告和白皮书

白皮书 (4)

标题 摘要 类型 大小 (MB) 日期 查看次数 下载最新英文版本
PDF 1.57 MB 2017年 9月 18日 2481
PDF 775 KB 2016年 8月 25日 1678
PDF 423 KB 2016年 6月 12日 0 下载英文版本
PDF 914 KB 2014年 8月 6日 0 下载英文版本

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