飞思卡尔以的电表参考设计方案推进电网智能化发展

 

　　信息化电网或者智能化电网，英语为SmartGrid,原意为智能网格或智能网，这个概念又包括智能电子网格、智能电力网格、聪明网格和未来网格等涵义。由于智能的物体不一定互动互联，而互动互联的产品必定是智能的，例如：智能卡、智能玩具、智能家电、智能锁等不一定是网络互联的产品，智能电网也不一定实现消费者和电网经营者的互联。即使维持互联，也不一定就是主动互联，有些远程抄表业务中客户主要就是被动接受。因此准确地说，智能电网就是智能电力网格，即SmartPowerGrid.这个概念实际上是一个商业流行语，而并不是技术或法律用语。美国目前也将电网的信息化变革称为UnifiedSmartGrid,可直译为统一智能电网，这是美国的行业用语，是将局域分散的智能电网结合成全国性的网络体系。欧洲也称之为SuperSmartGrid,可直译为超级智能电力网格或超级智能电网，它是将广域电力输送网络同智能电网结合起来的广域智能网格，其可能适用的范围涉及到欧盟、北非、中东等国家。统一电网和超级电网是欧美对自身电网信息化的不同称谓，这些概念都是电网改革的体系用语，值得我国借鉴。

　　凭借多年对智能电网行业的关注和研究，飞思卡尔在整合研发力量的基础上，不断推出能够促进电能管理行业发展的各种创新技术，坚持以开放的视野支持电能管理部门应对电网改造给行业带来的挑战。飞思卡尔此次推出的"电表参考设计"完整解决方案，基于专为用电计量市场量身定制的先进微控制器（MCU），可为开发者提供完整的即插即用解决方案，不仅能降低成本和加快面市时间，更将加速一体化智能电网的建设（如图1）。

 

 

　　飞思卡尔在"电表参考设计"解决方案中应用的MCF51EM 32位ColdFire MCU是一款高度集成的具有高性能外设的单芯片器件。这款多相电表参考设计就是基于EM家族端的MCF51EM256设计的，并面向成本优化的单相或三相智能电表。参考设计中包含必要的硬件和软件，使智能电表的开发变得更迅速、便捷。目前，各地的政府和企业都在大力推动家用和工业用节能型智能计量系统，飞思卡尔特别开发MCF51EM家族MCU,正可以帮助开发者在大量住宅和工业应用中缩减成本，降低电表设计的复杂性。凭借丰富的集成外设，它能支持大量不同的显示面板，不仅可以降低整体系统成本和功耗，同时还可以通过远程固件更新减少维护成本，从而轻松确保电表安全。图2为Freescale MQX软件解决方案。

 

 

　　Freescale ColdFire V1 MCF51EM 家族智能计量MCU系列亮点：

　　（1）32位ColdFireV1内核，硬件乘法累加（MAC）模块相组合，使它的电能计算效率远高于8位解决方案。

　　（2）实时时钟（RTC），提供实时日历，允许电表实施分时计费；同时提供防窃电检测功能。

　　（3）固件更新，MCF51EM两个独立的闪存分区允许电表在一个Flash分区上运行，同时对另一个分区进行固件更新，以避免像以往那样需要停机更新所产生的大量成本。

　　（4）自动抄表SPI接口，提供外接AMR调制解调器的5 V接口，从而省去外部组件并减少系统成本。

　　（5）LCD控制器，板上LCD控制器允许MCF51EM 连接多达288个段的LCD屏，其引脚数少于同类竞争产品，有助于终端设计者降低系统成本；低功率闪动模式允许显示器的某些段闪动，同时MCU保持功率模式，从而降低系统功耗。

　　智能电表的设计基础是追求更高性能和更大存储的智能模块，其中连通性和嵌入式控制则是打造智能电表的关键。飞思卡尔提供的多元电表解决方案，可以帮助工程师们更快地完成一个单独的或者三相计量的设计工作，比如新的32位MCF51EM MCU能够满足、优化多个测量程序，包括：有助于仪表安全的防拆检测功能，可同时对另一个分区进行固件更新，集成的LCD控制能够降低系统的成本，带有相位延迟补偿功能的16位ADC芯片。如图3所示。