ZHDA317 September   2026 CC1312R

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
    1. 1.1 智能仪表欧盟法规
    2. 1.2 旋转计量设计
  5. 2智能流量表与分计量设备
    1. 2.1 热量成本分配器(分计量)
      1. 2.1.1 HCA 关键功能
        1. 2.1.1.1 IrDA 通信端口
        2. 2.1.1.2 温度测量(双传感器法)
        3. 2.1.1.3 分段式 LCD 支持
    2. 2.2 机械水表用改造附加模块
      1. 2.2.1 改造附加模块关键功能
      2. 2.2.2 旋转流量计量实现
        1. 2.2.2.1 光学与磁式旋转传感
        2. 2.2.2.2 电感式旋转传感
      3. 2.2.3 IrDA 唤醒检测
    3. 2.3 智能旋转式水表
      1. 2.3.1 水表关键功能
      2. 2.3.2 带 CapTouch 激活功能的分段式 LCD
      3. 2.3.3 使用 TMAG5231 实现篡改检测
      4. 2.3.4 符合 OMS 规范的 wM-Bus 通信子系统
    4. 2.4 热量表(冷/热计量)
      1. 2.4.1 热量表关键功能
      2. 2.4.2 用于 DTM 的模拟信号链
      3. 2.4.3 卓越的全数字 DTM 设计
        1. 2.4.3.1 用于热量计量的 I2C 和 SMBus 兼容数字传感器
        2. 2.4.3.2 用于热量表的 1-Wire 兼容数字传感器
    5. 2.5 流量表中的蓝牙低功耗 (BLE)
    6. 2.6 CRA 对智能流量表和热量成本分配器的影响
      1. 2.6.1 通过精心的系统设计实现 CRA 合规
        1. 2.6.1.1 篡改检测作为物理安全论据
        2. 2.6.1.2 安全密钥存储
        3. 2.6.1.3 安全启动
        4. 2.6.1.4 经过认证的 wM-Bus 通信
        5. 2.6.1.5 通过空中下载 (OAD) 实现安全固件更新
        6. 2.6.1.6 安全事件日志
  6. 3总结
  7. 4参考资料

水表关键功能

图 2-10 中的旋转式智能水表框图展示了多个子系统,全部由支持 CRA 的 CC1312R 或 CC1314R10 无线 MCU 控制,该 MCU 运行应用代码和 Sub-1GHz 无线协议(例如 OMS wM-Bus v4.2.1 或 v5.0.1):

  1. IrDA 半双工或全双工端口
  2. 带外部巴伦/射频滤波器和天线的 Sub-1GHz 射频(单向或双向)
  3. 由 SCE 固件控制的分段式 LCD 显示器(带用于激活 LCD 的按键)
  4. 通过 TMAG5231 实现篡改检测(例如 HCA 从加热器上被拆下)

左侧展示的是 LCD 常亮时的双 MCU 方案,此处使用 MSPM0L2117 作为 LCD 驱动器,同时还可处理 IrDA 端口和篡改检测功能,从而减轻 CC1312R 器件的负担。

若采用基于 GPIO 的分段式 LCD,则适用右侧的第二个框图:CC1314R10 除 IrDA 端口和磁篡改功能外,还负责驱动所有 LCD 控制 GPIO。该设计适用于 LCD 显示器通常处于关闭状态、仅在用户按下按键时才启用的水表。

此外,还可选配外部 SPI Flash 器件(图中未绘出),挂载于 SPI 总线并由 TPS22919 负载开关供电,用于存储历史日志数据或备份固件镜像,以应对 CC1314R10 片上 1MB Flash 容量不足以满足系统需求的少数情况。

另一可选器件是 SEMTECH 的 SX1261 或 SX1262 收发器,可支持专有远距离 Sub-1GHz 协议 LoRa WAN,该协议在部分市场可能有所应用。LoRa WAN 软件栈运行于 CC1314R10 之上,该器件具备 296KB SRAM,可同时支持 wM-Bus 与专有远距离协议的双栈运行。SX126x 和 SPI Flash 器件均为 BOM 可选装项,如无需要可直接省略,从而以单一 PCB 设计实现灵活的系统方案,覆盖不同市场的多种配置。

水表选用 CC1314R10 而非 CC1312R/R7,原因在于分段式 LCD 功能需要更多 GPIO。VQFN64 8mm × 8mm RSK 封装提供 46 个 GPIO,可确保为 LCD 控制预留充足引脚,因为水表显示器通常具有 80 至 120 段。TIDA-011020 将使用 30 个 GPIO 引脚驱动 96 段 4 MUX LCD 显示器,而其余 16 个 GPIO 则是实现计量、篡改检测和 IrDA 通信功能所不可或缺的。

为节省功耗,设计中加入了典型关断电流 ISD 仅为 2nA 的负载开关 TPS22919,仅在用到 SX126x 和 SPI Flash 器件时才为其供电;其余情况下,这些器件由负载开关断电。当既不需要专有远距离射频,也不需要 SPI Flash 时,TPS22919 也可保留。