測(cè)量功能

　　以上是基本的儀表種類(lèi)，幾乎每種儀表都必須提供以下一種或多種功能：

　　定量測(cè)量：因儀表種類(lèi)有所不同，但是任何儀表的基本功能都是精準(zhǔn)測(cè)量某物的數(shù)量。這些測(cè)量系統(tǒng)涵括極為廣泛的拓?fù)?，僅僅舉出其中某些例子：溫度傳感器、水流傳感器、分流電阻器，隔離變壓器、電流互感器，以及計(jì)時(shí)系統(tǒng)等。

　　控制和校準(zhǔn)：這也會(huì)因儀表的種類(lèi)而有不同，一般都需要補(bǔ)償量測(cè)系統(tǒng)中的小變化。它們也能執(zhí)行諸如防破壞和服務(wù)中斷的功能。

　　通信：可用來(lái)配置儀表中的參數(shù)，并通過(guò)有線或無(wú)線連接，將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)傳送至主機(jī)。它也能被用來(lái)更新儀表的固件或其它操作特性。

　　電源管理：當(dāng)電力下降時(shí)，低功耗和系統(tǒng)穩(wěn)定度便格外重要。在非電力線供電的測(cè)量應(yīng)用中，要將功耗降至最低，并將電池服務(wù)周期延至最長(zhǎng)，電源管理扮演相當(dāng)關(guān)鍵的角色。

　　顯示：連接到低成本和低功率LCD及LED顯示器，用戶界面通常以七段式、字母數(shù)字或是矩陣顯示。多數(shù)情況下，用戶需要能直接從儀表看到使用量及費(fèi)用。

　　同步：要可靠地將數(shù)據(jù)傳送至控制中心或其它收集系統(tǒng)，時(shí)鐘同步是相當(dāng)重要的，如此才能支持諸如數(shù)據(jù)分析和精確計(jì)費(fèi)等功能。這對(duì)于不穩(wěn)定的或是使用異步通信協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)尤其重要。

　　節(jié)能源于超低功耗技術(shù)

　　在一些應(yīng)用和市場(chǎng)中，儀表要受到低功耗要求的嚴(yán)格限制。比如：地下水表的服務(wù)周期為二十年甚至更久。對(duì)于這些應(yīng)用，具有極低自放電率的特殊化學(xué)鋰電池，例如：亞硫酸二氯化鋰（Li-SOCl2），必須滿足長(zhǎng)壽命的要求，很不幸地，相較于其它已建立市場(chǎng)地位的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，這些電池化學(xué)物太過(guò)昂貴了。

　　一個(gè)典型的“D”尺寸--Li-SOCl2電池具有介于16和19安培時(shí)的電容值。即使在量大時(shí)，每一安培時(shí)仍要花費(fèi)50至75美分的不合理成本。然而，當(dāng)我們?nèi)P(pán)考慮長(zhǎng)達(dá)二十年的服務(wù)周期，則穩(wěn)定的系統(tǒng)狀態(tài)所耗費(fèi)的10mA電流，僅會(huì)讓儀表供應(yīng)業(yè)者支出幾美元的電池成本而已。

　　10mA * 24 時(shí)/天 * 365 天/年 * 20 年 * $0.75 安培/時(shí) = $1.31電池（亦即系統(tǒng)） 成本

　　儀表廠商每年生產(chǎn)運(yùn)輸數(shù)百萬(wàn)個(gè)儀表是很平常的，如此大量的智能儀表運(yùn)輸清楚說(shuō)明了針對(duì)計(jì)量系統(tǒng)最低功耗進(jìn)行最優(yōu)化的重要性。

　　智能化儀表

　　當(dāng)我們來(lái)看這些儀表的不同種類(lèi)并比較它們的功能，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員而言，核心能力和技術(shù)是構(gòu)建各部件的關(guān)鍵所在。對(duì)任何嵌入式智能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，微控制器是關(guān)鍵。在這些應(yīng)用中，微控制器必須具備極低的功率，并集成實(shí)時(shí)時(shí)鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及通信接口等功能。像集成的LCD控制器、循環(huán)冗余檢驗(yàn)部件，或是加密引擎這樣更先進(jìn)的特性可以進(jìn)一步減少MCU的負(fù)荷，并使其能長(zhǎng)時(shí)間處于低功率模式，如此便能降低整體系統(tǒng)功耗。

　　
圖2 Silicon Labs Si10xx無(wú)線MCU提供高集成度控制和無(wú)線互聯(lián)解決方案
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　　無(wú)線發(fā)射器、接收器和收發(fā)器在這些系統(tǒng)中越來(lái)越常見(jiàn)，其中重要特性包括高集成度、極低功率的操作、自低功率狀態(tài)中快速啟動(dòng)、高接收敏感度（高于-118 dBm），以及無(wú)需外部功率放大器的高發(fā)射功率（高至20 dBm）。更先進(jìn)的特性包括自動(dòng)封包處理、集成型FIFO以及變頻和調(diào)變結(jié)構(gòu)。

　　集成了MCU功能和無(wú)線收發(fā)器的無(wú)線MCU（見(jiàn)圖2）也能應(yīng)用在智能儀表中。這些高集成度的單片設(shè)備能幫助減少BOM和系統(tǒng)成本，提供具有高性能無(wú)線連接的低功耗嵌入式控制方案。

　　實(shí)現(xiàn)下一世代計(jì)量系統(tǒng)的其它技術(shù)包括有線接入產(chǎn)品，例如可線性數(shù)據(jù)通信的調(diào)制解調(diào)器，提供網(wǎng)絡(luò)同步的時(shí)序解決方案，以及提供安全和數(shù)據(jù)保護(hù)的隔離產(chǎn)品。