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低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值與實(shí)戰(zhàn)方案

發(fā)布時(shí)間:2025-03-16 來(lái)源:我愛(ài)方案網(wǎng) 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】智能燃?xì)獗懋a(chǎn)品算法和功能相對(duì)比水表復(fù)雜,對(duì)表計(jì)產(chǎn)品的升級(jí)功能也有一定要求,除了MCU產(chǎn)品的低功耗特性外,還有電池供電和6年以上設(shè)備壽命等產(chǎn)品需求,這也意味著低功耗MCU產(chǎn)品成為表計(jì)行業(yè)MCU產(chǎn)品選型的關(guān)鍵指標(biāo)。


智能燃?xì)獗懋a(chǎn)品算法和功能相對(duì)比水表復(fù)雜,對(duì)表計(jì)產(chǎn)品的升級(jí)功能也有一定要求,除了MCU產(chǎn)品的低功耗特性外,還有電池供電和6年以上設(shè)備壽命等產(chǎn)品需求,這也意味著低功耗MCU產(chǎn)品成為表計(jì)行業(yè)MCU產(chǎn)品選型的關(guān)鍵指標(biāo)。


另一方面,設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信對(duì)MCU的安全加密能力也提出了要求。當(dāng)前,低功耗、高性能、高安全的MCU產(chǎn)品已經(jīng)成為了表計(jì)行業(yè)MCU選型的基本要求,特別是隨著國(guó)產(chǎn)MCU廠商產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和提升,國(guó)產(chǎn)MCU產(chǎn)品開(kāi)始廣泛應(yīng)用到智能表計(jì)行業(yè)。

華大電子以Arm 32位為內(nèi)核的系列安全MCU產(chǎn)品,可同時(shí)滿(mǎn)足智能水表的聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)和多種現(xiàn)代傳感技術(shù)要求。產(chǎn)品主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智能水表、便攜醫(yī)療、智能門(mén)鎖及其他電池供電的低功耗場(chǎng)景。
以下將分享一些華大電子MCU在智能表計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及已量產(chǎn)的案例,以作參考。


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低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值與實(shí)戰(zhàn)方案

低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值

動(dòng)態(tài)功耗管理策略
間歇喚醒機(jī)制:MCU在非計(jì)量時(shí)段(如夜間)進(jìn)入深度休眠,僅保留RTC時(shí)鐘運(yùn)行,功耗低于1μA。當(dāng)檢測(cè)到水流信號(hào)(如霍爾傳感器觸發(fā))時(shí),可在5ms內(nèi)喚醒系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)“按需工作”。
分級(jí)供電設(shè)計(jì):通過(guò)PMU電源管理單元,對(duì)射頻模塊、計(jì)量模塊等分時(shí)供電,其獨(dú)立電源域可將通信模塊能耗降低60%。
、
邊緣計(jì)算能力升級(jí)
集成AI加速器的MCU支持本地執(zhí)行異常檢測(cè)算法:
通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)模型識(shí)別水管泄漏特征(如持續(xù)微小流量),準(zhǔn)確率超95%;
實(shí)時(shí)分析水質(zhì)數(shù)據(jù)(濁度、pH值),發(fā)現(xiàn)異常立即上報(bào),響應(yīng)速度較云端方案提升10倍。


無(wú)線(xiàn)OTA與遠(yuǎn)程診斷

基于低功耗藍(lán)牙(BLE)或NFC的固件升級(jí)功能,使水表無(wú)需拆卸即可完成算法優(yōu)化。部分MCU支持AES-256加密傳輸,確保OTA過(guò)程安全,同時(shí)通過(guò)內(nèi)置自檢(BIST)功能,遠(yuǎn)程診斷硬件故障,維護(hù)效率提升70%。


華大電子CIU32L061N8PA智能燃?xì)獗矸桨?/p>


低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值與實(shí)戰(zhàn)方案


該方案采用CIU32L061N8PA安全MCU為主控芯片,芯片最高主頻可達(dá)48MHz,內(nèi)置128K Flash,可實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和高速處理。方案使用紐扣電池作為備用電源,在VBAT模式下維持RTC走時(shí)與備份寄存器可確保10年使用壽命。LCD顯示屏使用MCU內(nèi)部電荷泵供電,即使在惡劣供電條件下也可保證LCD的顯示效果。


方案特點(diǎn):
1.支持超聲波、霍爾、光電等傳感器進(jìn)行流量計(jì)量
2.NB-IOT通信,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、充值
3.采用電池供電,待機(jī)功耗低于10μA

4.支持閥門(mén)異常狀態(tài)檢測(cè)功能,確保用氣安全。


華大電子CIU32L041智能水表解決方案


低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值與實(shí)戰(zhàn)方案


智能水表解決方案主控芯片為華大電子CIU32L041,基于Arm內(nèi)核,最高頻率可達(dá)48MHz。該產(chǎn)品具有超低功耗、高集成度、高可靠性、高安全的特點(diǎn)。內(nèi)部集成LCD、ADC、VREFBUF、低功耗COMP、多種定時(shí)器、多個(gè)USART/I2C/SPI 等豐富的外設(shè)資源,支持SM4 安全加密算法。


方案特點(diǎn)
支持霍爾、無(wú)磁、光電直讀和超聲波四種流量計(jì)量方式,其中超聲波傳感器可通過(guò)LPUART喚醒MCU,波特率可達(dá)9600bps
整機(jī)待機(jī),維持LCD顯示,工作電流平均可低至10uA
NB-IOT通訊,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、充值
低功耗模式下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電量,低電量自動(dòng)關(guān)閥
VBAT模式下RTC走時(shí)與備份寄存器保持,可采用紐扣電池供電,省去小鋰電池用作備用電源的成本


華大電子CIU32L061三相電表應(yīng)用方案


低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值與實(shí)戰(zhàn)方案


方案采用華大電子CIU32L061為主控芯片,最高頻率可達(dá) 48MHz,支持獨(dú)立的備份電源供電, 內(nèi)部集成 LCD、ADC、DAC、內(nèi)部參考電壓源 VREFBUF、超低功耗比較器、 LPUART、多個(gè) USART/I2C/SPI、RTC、多種定時(shí)器等豐富的外設(shè)資源;方案具有分時(shí)計(jì)費(fèi)和分階梯計(jì)費(fèi)、電壓、電流、功率測(cè)量等功能,信息采用LCD顯示方式,支持RS485通信、紅外通信。


方案優(yōu)勢(shì):
RTC內(nèi)置溫度傳感器,可提供完整的溫度補(bǔ)償方案
支持VBAT模式,功耗低

IRTIM可產(chǎn)生紅外控制信號(hào)


應(yīng)用場(chǎng)景:
智能表計(jì)、便攜醫(yī)療、智能門(mén)鎖、其他電池供電的低功耗場(chǎng)景


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低功耗MCU在智能水表場(chǎng)景中的關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值與實(shí)戰(zhàn)方案



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