電子儀表用于測量燃氣处淘、水欲返、熱能和電能哲童，是我們每天使用但是卻很少關注的公用儀表，如氣表和水表锐洞、熱表衩羹、電表。與目前仍在使用的傳統(tǒng)機械式和或機電式儀表相比清玉，電子儀表有更多的優(yōu)勢，從而可以被廣泛的應用于公共事業(yè)市場珍垦。包括以下優(yōu)點：

可靠性和耐用性：不需要多動部件是電子儀表解決方案的顯著優(yōu)點惜施，電子儀表能夠承受更高強度的機械應力，它可以被置于戶外图呢，處于氣候條件和溫度隨季節(jié)變化的露天自然環(huán)境中条篷。雖然電子元件對溫度變化很敏感，但是這些變化量可以很容易地估算并予以補償蛤织。

高精度：一般的電子儀表精確度到達0.8%赴叹，而有些電子儀表提供的精度規(guī)格到達0.5%，甚至0.2%指蚜，符合更嚴格的美國國家標準（American Nation Standard乞巧，ANSI）C12.20-2002規(guī)范√Γ基于MCU或DSC的電表的精確度可以由單軟體參數(shù)指定绽媒，安裝時可以根據(jù)應用的需求方便地修改這些參數(shù)，同時保持硬體平臺不變免猾，由于同一種產(chǎn)品可以部署在不同的區(qū)域并且可以方便地進行現(xiàn)場更新是辕，所以公用事業(yè)公司和儀表制造商可以進行流水生產(chǎn)，并通過擴大規(guī)模而提高收益猎提。

非線性負載和低功率（電表）：無功率負載（電機消耗的電可達電能使用總量的40%）和非線性負載比例的不斷增加給供電方帶來了負擔获三，傳統(tǒng)儀表已不能充分地測量低功率因數(shù)系統(tǒng)的能耗，而電子儀表可以方便地指示有功/無功功率和功率因數(shù)的瞬時值锨苏，該資料可以用于提醒用戶并未考慮功率因數(shù)的收費系統(tǒng)提供基礎資料豁登。

易于校準：電子解決方案可以方便地補償溫度變化，當然同時還需要考慮機械/物理變化据篇。電子儀表可以使用幾種技術來提供非易失憶記憶體（EPROM便晶、EEPROM和快閃記憶體等）以存儲修正/校準參數(shù)〉Ｄ啵可以定期復查和更新（現(xiàn)場）這些參數(shù)润跟，以確保儀表精度始終符合要求。

防篡改保護：電子儀表可以使用多種簡便方法來檢測篡改和偷襲事件谨斥。尤其對于電表鸡魁，可以檢測到很多“典型”狀況姿叠。例如：不對稱負載（通過接地復合回路來逃避計量）、臨時斷開（或繞過）儀表使用永磁體使電流互感器飽和或計數(shù)器停止計數(shù)紫声、蓄意破壞行為憋址。當檢測到這些行為時，在有些情況下電子儀表會采取特定的“措施”或簡單地給出一個警告標志京甫，若儀表與讀表網(wǎng)絡相連霍凛，會立即向公用事業(yè)公司發(fā)送警報。

自動讀表：由于不需要在每次付費時進行人工抄表槽奕，自動讀表可以為公用事業(yè)公司節(jié)省大量成本几睛。人工抄表是勞動密集型的工作，容易發(fā)生（人為）錯誤并且由于儀表位于用戶的住所內(nèi)會給用戶帶來不便粤攒。當前使用幾種技術來對電子儀表進行自動讀表或者對現(xiàn)有機械/機電式進行翻新改造所森。

通過下列機制可以自動讀取電子儀表并與其進行通信：

●紅外線—通過位于儀表表盤上的短距離紅外線LED；

●射頻（Radio Frequency夯接，RF）--短距離和長距離焕济；

●資料數(shù)據(jù)機—通過電話線；

●傳輸線載波（Power Line Carrier盔几，PLC）--短距離到中距離晴弃；

●序列埠（RS-485）；

●寬帶逊拍。

自動讀表的優(yōu)勢通過與掌上型設備（通過紅外線或RF肝匆，可以相隔數(shù)百英尺）通信就可體現(xiàn)出來。雖然這樣做并不能免除操作人員訪問每個地點顺献，但是能保證讀數(shù)正確并大大加快了讀取速度旗国。再例如，在一個多住戶的大樓內(nèi)灭西，多個儀表可以被連接到一個RS-485網(wǎng)路蝉速，通過一個節(jié)點進行讀取，同樣可以提高速度和精度弹爱。

安全性

隨著測量自動化程度的提高牍侧，對通信技術的安全需求也相應增加了，因此公用事業(yè)公司采集資料的隱私性和完整性就顯得非常重要扬骑。例如座叙，Microchip的解決方案包括高級的加密的三重DES和AES（最高可達到256位密碼），以及用于進行用戶身份驗證和訪問控制的低成本專有解決方案（KEELOQ安全）

先進的付費方式

通過使用電子儀表可以實現(xiàn)兩種全新的付費技術：分時付費和預付費涎舞。其中契叔，分時付費是指在每天的不同時段或每周的某些天對同一種公用資源（例如，電能）收取不同的費用栗怪。此技術使用公用事業(yè)公司可以調(diào)節(jié)需求從而優(yōu)化全天對能源的使用麸应，通過在高峰時段（或每周的某些天）收取更高地使用費削仲，鼓勵用戶合理高效地使用資源。電子儀表可以集成廉價的及時時鐘损侄。（Real-Clock不恭，RTC）和日歷（RTCC）電路來及時跟公用資源的使用情況。

其中分時付費是指在每天的不同時斷或每周的這些天對同一種公用資源（例如财饥，電能）收取公司可以調(diào)節(jié)需求從而優(yōu)化全天對能源的使用换吧。通過在高峰時段（或每周的這些天）收取更高的使用費，鼓勵用戶合理高效地使用資源钥星。電子儀表可以集成廉價的及時時鐘（Real-Time Clock式散，RTC）和日歷（RTCC）電路來及時跟從公用使用情況。

預付費技術意在使公共事業(yè)公司降低收費的財務成本打颤。該技術允許用戶提前買賣有限數(shù)量的服務并接受賒購，通常通過智慧卡或者磁卡付費漓滔。在這種情況下编饺，是否提供服務（燃氣、水响驴、熱能或電能）的關卡透且。

無論測量的是燃氣、水豁鲤、熱能還是電能秽誊，都將用到上述部分或全部的特性，這些特性使得電子儀表成為新興（迅速擴展的）市場和現(xiàn)有（已存在的）市場的首選方案跟斜。

儀表組成

電子儀表最關鍵的部件是感測器低案、顯示器、電源系統(tǒng)绪论，MCU則成為新型儀表的控制中心辕憋。例如，只需選用一塊專用的電能計量IC（MCP3905）和一個顯示/計數(shù)器即可方便廉價地實現(xiàn)電表卷俱。當采用8或16元MCU甚至16位元數(shù)信號控制器（Digital Signal Controller寒焚，DOS）時，還可以獲得更高級的解決方案百郊。

對于氣表和水表鞭玩，它們使用的是正向位移式流量計，它們需要測量有多少單位體積的流體流過儀表捉为。每流過一個單位體積的流體离览，轉(zhuǎn)軸或磁體旋轉(zhuǎn)一周。旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)可被轉(zhuǎn)換為電派動序列焚趴，并由MCU進行計數(shù)蝶锋。MCU的任何一個數(shù)位輸入引腳都可以實現(xiàn)派動計數(shù)陆爽，但是最好將派動輸入信號連接到中斷引腳或計時器/計數(shù)器引腳，這樣可以盡可能多地使用休眠式來把功耗降至最低扳缕。

熱表采用的是水流量測量方法慌闭，檢測器件是溫度傳感。最常用于熱量計量的感測器是電阻溫度檢測器（Resistance Temperature Detector躯舔，RTD）驴剔。溫度感測器對通常使用RTD，因為它們易匹配粥庄，精度高丧失，測量精度可達0.1度。這些器件相對便宜惜互，但是必須針對所使用的量程范圍對它們進行線性化處理布讹。線性化可以輕松地由運行在MCU上的軟體來完成。一旦收集了溫度和流量資料之后训堆，經(jīng)過數(shù)學運算就可以計算出所使用的輻射熱量描验。

電表是采用電流感測器和電壓感測器測量電能的。確定功率因數(shù)則需要更復雜的測量手段坑鱼，但基本上也使用這兩種感測器帘染。感測器的數(shù)量必須與系統(tǒng)中電相位的數(shù)量一致。這些感測器和支援電路已被集成到專用IC中谅璧，使用這些IC可以輕松實現(xiàn)電表設計并能精確測量非線性參數(shù)耕疟。

儀表最常用地顯示部件是LCD和LED，因為它們價格便宜且功耗很低拆鹉。其中上互，LED是一種相對高效的光源，當直接極化時（用較低的電壓：1.2-1.6V）舷翰，只需幾毫安培電流就可以產(chǎn)生強光翼毡。跟LED相似，每個LCD段能代表數(shù)碼管中的一段拿豺、矩陣中的一個圖元或自定意的一個完整圖示既感。

儀表通信技術

通常在電子儀表中使用通信技術，來配置儀表內(nèi)德參數(shù)和傳送存儲的資料到主機咱缭。通信方式可以是有線（電話線和傳輸線等）或無線（IrDA和蜂窩無線網(wǎng)絡等）挂悲。

一旦采用無線通信埠，設計者就需要采取措施保護儀表的內(nèi)容俊戳。通信軟體應具有幾個安全級別揖赴。例如，首先抑胎，軟體應采用合理的方式只允許授權人員讀取儀表內(nèi)容燥滑；第二渐北，儀表應具有幾個訪問級別。比如铭拧，允許第一個級別的用戶讀儀表赃蛛，允許第二個級別的用戶讀取和清除儀表資料，允許第三個級別的用戶配置儀表內(nèi)的參數(shù)等等搀菩。

有線通信

電話線

電話線可能是地球上應用最廣的“網(wǎng)路”呕臂。電話線最常用于電信通信，因為電話線的入室點通常跟電表很近肪跋。水表很可能位于街邊歧蒋，而氣表一般在房子的其他地方，需要額外的設施才能使用電話線州既。

電話線需要一個固定數(shù)據(jù)機才能進行通信谜洽。嵌入式數(shù)據(jù)機串列傳輸速率在1200到56K之間。MCU和嵌入式數(shù)據(jù)機間的界面是一個簡單的序列埠和一些狀態(tài)和控制線芜溪。嵌入式數(shù)據(jù)機通常使用標準AT命令集通信囱叼，該命令集可以很方便地安裝在MUC上。諸如TDK Semiconductor灯烤、Secom、Zoom和Wintec公司都提供數(shù)據(jù)機模組和分立的數(shù)據(jù)機IC闻街，可用于嵌入式系統(tǒng)的設計中欧蠢。

乍一看會覺得使用電話線通信是個好方法。但儀表中廣泛采用的數(shù)據(jù)機需要使用本地號碼撥號上網(wǎng)架讳。但業(yè)主通常不喜歡儀表撥打長途電話榴烦。該方法還要求基礎設施能處理這些撥入電話并與儀表通信，所以數(shù)據(jù)機必須能檢測是否有其他通話撥入并中止當前通信（這對緊急撥叫非常重要）文饱。

DsPIC30F系列器件實現(xiàn)的軟數(shù)據(jù)機方案绝壹，其(暫不可見)開發(fā)板提供了一個基本平臺，用于開發(fā)和評估軟數(shù)據(jù)機的Iinternet連接方案融吓，該數(shù)據(jù)機采用的是DsPIC30F601416位元數(shù)位信號控制器判阀。

（2）傳輸線

本技術采用交流傳輸線作為通信介質(zhì)。傳輸線通信模組通常位于電表內(nèi)箩绍，便于與高壓交流傳輸線連接孔庭。本技術不能同用于室內(nèi)而非室外通信的X-10混淆，它所面臨的主要挑戰(zhàn)是資料傳說要通過交流變壓器材蛛，該變壓器用于將傳輸線上極高電壓降到240V入室電壓圆到。這些變壓器如同濾波器一樣，所以在變壓器間傳送資料的技術非常重要卑吭，需要使用擴頻或類似的通信技術芽淡÷砭空調(diào)和冰箱會在傳輸線上產(chǎn)生大量的雜訊，數(shù)據(jù)機必須能在這種環(huán)境中可靠地傳輸資料挣菲。

傳輸線通信要求基礎實設施能收集從室內(nèi)傳送過來的資料富稻，通常是流經(jīng)變壓器的資料流程。

這些收集“站”一般通過電話線將數(shù)據(jù)傳回到資料存儲設備己单。受將受限制唉窃，傳輸線數(shù)據(jù)機尚未成為主流技術，但AMTeach纹笼、Hunt Technologies和DCSI/TWACS公司都提供了基于該技術的解決方案纹份。

Wi-Fi技術也屬于有線技術，因為它需要一個類似于有線以太網(wǎng)的網(wǎng)路來連接和傳輸資料炫允。不過這些有線技術（如電線數(shù)據(jù)機和以太網(wǎng)等）都沒有用于儀表培幽，主要是因為他們需要業(yè)主訂購服務并需要安裝額外的配線。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)睛村，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享绎编，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構成任何其他建議川骗。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布演穗、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺伍恼，不為其版權負責垛墙。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片羡雷、文字如涉及作品版權問題携喳，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容热品，以保證您的權益巍糯！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。