設計注意事項

　　燃氣和水 AMR(自動抄表)是一項包含度量和單向通信媒介的電子儀表(電子式電表)技術，它收集和呈現實用程序的時間同步間隔儀表數據，并提供客戶長期的功耗使用概況。它結合了高功率端點、網絡接收器、數據收集引擎和固定網絡技術，能讓提供商知道何人何時使用了多少燃氣和水。

　　燃氣和水 AMI(先進抄表基礎設施)有時稱為智能抄表，作為一個雙通道通信網絡，它向 AMR 增加了其它通信和控制功能，包括閥門控制和客戶訪問功耗數據。

　　TI 提供了一系列支持當今 AMR 和 AMI 智能燃氣表和水表(從超聲波到機械式)所需的眾多關鍵功能的高性能產品。TI 解決方案提供以下功能：

　　雙向通信和時間同步測量

　　TI 提供與 TI MCU 相連接的低功耗射頻產品系列(低于 1GHz 和 2.4GHz 的解決方案)。這種類型的通信使得能夠及早檢測這些儀表的泄漏，并且實現了監控和客戶認知。

　　記錄和計費

　　由于需要實施靈活的費率，因此在記錄功耗信息的地方配備這樣的系統至關重要。TI MCU 解決方案提供嵌入式 flash 技術，使這種類型的系統成為現實。此外，TI 提供了采用防篡改和預付費 RFID 選項的解決方案，實現了當今智能燃氣表的終極靈活性。

　　延長基礎設施壽命

　　為了優化服務頻率，這類應用的電池壽命需要持續 10-15 年。TI 的 MSP430 超低功耗 MCU 系列通過將高性能與低功耗相結合，很好地順應了這種想法。

?

　　電源

　　在最大化地延長電池壽命的同時，優化低功耗 MSP430 的關鍵在于正確地選擇超低靜態電流電源管理設備。雖然直接從電池運行 MCU 可能會起作用(在指定的 MCU 工作范圍內)，而且似乎節省了電源管理組件的成本，但缺少電壓調節會引發待機功耗過高和電池壽命縮短。這會導致更高的維護成本，遠遠超出了因不使用穩壓器而帶來的所有成本節約。將 MCU 和外設通信 IC 穩定在盡可能最低的電壓將優化節電功能并延長電池壽命。

　　根據使用的電池類型和儀表的工作模式(滿載)占空比，我們有多種電源管理解決方案選擇。對于使用具有平穩放電曲線電池(例如 Li-SOCl2 原裝電池)的低占空比(長待機)的簡單應用而言，使用超低 Iq LDO 可以以非常低的成本提供較長的電池壽命。對于工作占空比較高的應用而言，在省電模式(用于輕載)下使用低 Iq DCDC 穩壓器，會在適度增加成本的基礎上提供更高的效率。

　　對于使用具有線性放電曲線電池(例如多節 alkaline 或 NiXX)的應用而言，使用低 Iq 降壓/升壓轉換器，將通過提供低至 1.8V 的穩定放電電壓來最大化地延長電源壽命。對于使用單節電池或小鈕扣型電池(在此情況下，電池電壓可以低于調節電壓)而言，使用低 lq 升壓轉換器可以為調節電壓提供低至 0.7V 的輸入電壓。

　　盡管可以在某一電壓下對完全運行的 MCU 和外設通信 IC 進行優化，這些設備在待機模式下仍可以在低得多的電壓下工作(只保持 RTC 和內存)。使用具有動態電壓調節功能(通常通過 V-Select 邏輯引腳來實現)的 DCDC 轉換器和 LDO 可以進一步延長電池壽命。

　　模擬傳感

　　燃氣表的機械力通過電感式傳感器(流量)、壓力傳感器和 RTD 或硅溫度傳感器(溫度)進行測量/檢測。由于電壓非常低，在前端分別需要精確的低噪音放大器(用于流量和溫度)以及 OPA2209 和 INA10x 等儀表放大器(用于壓力)。通常，電壓會借助集成在 MSP430 中的精密 ADC 實現數字化。

　　超聲波儀表的機械結構比膜片式儀表簡單得多，使得設計越來越輕巧和緊湊。由于采用了特殊的測量方法，這種儀表與膜片式儀表相比，對泄漏的檢測更細致靈敏，檢測速度也更快，可以用于更廣泛范圍的測量。超聲波儀表需要特定的模擬前端，用于檢測與時間測量值成正比的流量，及其在兩個超聲波傳感器之間的準確度。TI 目前正在開發的器件將使測量精度低至幾皮秒，同時還能無縫連接到 MSP430。

　　通過支持這些功能，TI 使您能夠制作準確的帳單、執行常規燃氣系統平衡和調節、實現對泄漏的及早檢測，并提供實時使用情況以便更好地節能。