智能系統(tǒng)搭臺(tái) 電表與智能手機(jī)共舞(一)

今天，智能手機(jī)正在進(jìn)入幾乎所有的市場(chǎng)，為消費(fèi)者帶來(lái)更高的智能和效率。消費(fèi)者的期望已提高幾倍，要求只按一下手機(jī)按鍵就能獲得全部信息，這種需求刺激設(shè)計(jì)人員將智能手機(jī)集成到今天設(shè)計(jì)的各種系統(tǒng)。

　　今天的消費(fèi)者特別關(guān)注能效，期望最大限度降低能量成本和相關(guān)的碳排放量。節(jié)能環(huán)保的高能效解決方案具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，有助于維持生態(tài)系統(tǒng)模型可持續(xù)發(fā)展。

　　如何監(jiān)測(cè)能耗和成本？

　　電能表已經(jīng)從機(jī)械系統(tǒng)發(fā)展到電子式智能電表。現(xiàn)在智能電表不只監(jiān)測(cè)家庭總用電情況，還監(jiān)測(cè)每臺(tái)家電的耗電情況。例如，目前市面上有些家電內(nèi)置電表功能，可以監(jiān)測(cè)家電的用電情況；智能插座可以監(jiān)測(cè)所連電器的用電情況。有些智能電表提供某種網(wǎng)絡(luò)通信接口，支持集中或遠(yuǎn)程抄表功能。

　　如何在智能手機(jī)上查看家庭用電信息？

　　在智能手機(jī)上顯示用電數(shù)據(jù)，文本信息是最容易的實(shí)現(xiàn)方法。但是，需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)用電情況時(shí)，文本信息不是很方便；如果用戶想要查看圖表數(shù)據(jù)，文本信息就有一定的局限性。

　　有什么解決方案？

　　近距離通信（NFC）是新興的智能手機(jī)連接技術(shù)，讓手機(jī)用戶能夠短距離（幾厘米）交換數(shù)據(jù)，NFC標(biāo)簽無(wú)需電源即可與NFC設(shè)備交換數(shù)據(jù)。

　　NFC設(shè)備與近距離（13.56MHz）射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽和非接觸式智能卡共用基礎(chǔ)技術(shù)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員（ISO/IEC）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)［ETSI］和歐洲信息通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ECMA）已接受了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。NFC讀寫器與NFC標(biāo)簽之間通信距離小于4cm，NFC標(biāo)簽與NFC讀寫器之間或兩個(gè)NFC設(shè)備之間可交換數(shù)據(jù)的有效負(fù)荷。

　　這項(xiàng)技術(shù)可方便用戶取存智能電表的用電數(shù)據(jù)。NFC智能手機(jī)可讀取NFC標(biāo)簽（NFC被動(dòng)器件）內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后消費(fèi)者可在手機(jī)上查看用電分析曲線和其它的電表信息。

　　如何才能讓智能電表有一個(gè)簡(jiǎn)單的NFC接口？

　　今天市場(chǎng)有一種叫做雙接口電可擦除編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）［3］，這種創(chuàng)新的RFID產(chǎn)品能夠通過(guò)I2C總線連接任意微控制器，使智能電表解決方案內(nèi)具有NFC接口。主設(shè)備可通過(guò)I2C或RFID接口對(duì)雙接口EEPROM進(jìn)行讀寫操作。當(dāng)智能電表采用了這種雙接口EEPROM，智能手機(jī)可直接讀取固定時(shí)期內(nèi)的用電數(shù)據(jù)，然后以圖示方式解釋并顯示用電數(shù)據(jù)，以便用電戶了解用電情況。

　　如何設(shè)計(jì)智能電表？

　　當(dāng)我們?cè)谥悄茈姳韮?nèi)安裝一個(gè)雙接口EEPROM時(shí)，該EEPROM就像一個(gè)NFC-V 類的NFC標(biāo)簽，并支持ISO 15693標(biāo)準(zhǔn)。電能表在雙接口EEPROM上連續(xù)記錄每個(gè)月的用電信息和其它的重要的用電數(shù)據(jù)。安卓應(yīng)用程序可以讀取每月的用電數(shù)據(jù)，通過(guò)圖表方式比較用電情況。下面我們?cè)敿?xì)介紹我們?yōu)樯鲜鲂枨笱邪l(fā)的應(yīng)用軟件。

意法半導(dǎo)體的電能表平臺(tái)

　　意法半導(dǎo)體有多個(gè)單相或多相電能表參考設(shè)計(jì)。電能表工業(yè)正在從基本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向以寬范圍高精度電流測(cè)量、快速數(shù)字校表、防數(shù)據(jù)篡改、防電表篡改為特色的先進(jìn)電能表。為滿足這些市場(chǎng)需求，意法半導(dǎo)體推出一個(gè)電子電能表參考設(shè)計(jì)平臺(tái)，下面的功能示意圖描述了這個(gè)智能電表平臺(tái)：