德州儀器（TI）智能燃氣表和水表解決方案

　　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（*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TIMCU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。TIMCU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*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zui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zui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IqLDO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IqDCDC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zui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*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。