智能系統搭臺 電表與智能手機共舞(一)

今天，智能手機正在進入幾乎所有的市場，為消費者帶來更高的智能和效率。消費者的期望已提高幾倍，要求只按一下手機按鍵就能獲得全部信息，這種需求刺激設計人員將智能手機集成到今天設計的各種系統。

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

　　如何監(jiān)測能耗和成本？

　　電能表已經從機械系統發(fā)展到電子式智能電表。現在智能電表不只監(jiān)測家庭總用電情況，還監(jiān)測每臺家電的耗電情況。例如，目前市面上有些家電內置電表功能，可以監(jiān)測家電的用電情況；智能插座可以監(jiān)測所連電器的用電情況。有些智能電表提供某種網絡通信接口，支持集中或遠程抄表功能。

　　如何在智能手機上查看家庭用電信息？

　　在智能手機上顯示用電數據，文本信息是最容易的實現方法。但是，需要長期監(jiān)測用電情況時，文本信息不是很方便；如果用戶想要查看圖表數據，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）是新興的智能手機連接技術，讓手機用戶能夠短距離（幾厘米）交換數據，NFC標簽無需電源即可與NFC設備交換數據。

　　NFC設備與近距離（13.56MHz）射頻識別（RFID）標簽和非接觸式智能卡共用基礎技術。國際標準化組織/國際電工委員（ISO/IEC）、歐洲電信標準化協會［ETSI］和歐洲信息通信系統標準化協會（ECMA）已接受了這個標準。NFC讀寫器與NFC標簽之間通信距離小于4cm，NFC標簽與NFC讀寫器之間或兩個NFC設備之間可交換數據的有效負荷。

　　這項技術可方便用戶取存智能電表的用電數據。NFC智能手機可讀取NFC標簽（NFC被動器件）內的數據，然后消費者可在手機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簡單的NFC接口？

　　今天市場有一種叫做雙接口電可擦除編程只讀存儲器（EEPROM）［3］，這種創(chuàng)新的RFID產品能夠通過I2C總線連接任意微控制器，使智能電表解決方案內具有NFC接口。主設備可通過I2C或RFID接口對雙接口EEPROM進行讀寫操作。當智能電表采用了這種雙接口EEPROM，智能手機可直接讀取固定時期內的用電數據，然后以圖示方式解釋并顯示用電數據，以便用電戶了解用電情況。

　　如何設計智能電表？

　　當我們在智能電表內安裝一個雙接口EEPROM時，該EEPROM就像一個NFC-V 類的NFC標簽，并支持ISO 15693標準。電能表在雙接口EEPROM上連續(xù)記錄每個月的用電信息和其它的重要的用電數據。安卓應用程序可以讀取每月的用電數據，通過圖表方式比較用電情況。下面我們詳細介紹我們?yōu)樯鲜鲂枨笱邪l(fā)的應用軟件。

意法半導體的電能表平臺

　　意法半導體有多個單相或多相電能表參考設計。電能表工業(yè)正在從基本設計轉向以寬范圍高精度電流測量、快速數字校表、防數據篡改、防電表篡改為特色的先進電能表。為滿足這些市場需求，意法半導體推出一個電子電能表參考設計平臺，下面的功能示意圖描述了這個智能電表平臺：