更多:/

電子公用儀表與目前使用的傳統(tǒng)機械式和機電式儀表解決方案相比，具有很多優(yōu)勢。無論是氣表、水表、熱表，還是電表，都可以利用電子儀表的如下某些或全部特性：
精度更高
校準(zhǔn)容易
防篡改保護
自動抄表
安全性好
*的計費方式（分時計費和預(yù)付費等）
防篡改保護
一般來說，公用儀表zui大的一個問題就是偷竊現(xiàn)象。在很多情況下，篡改儀表是為了改變測量結(jié)果。偷竊問題通常出現(xiàn)在電表上，形式多種多樣。根據(jù)電表的類型，某些儀表可能被反接而使電量計數(shù)遞減而不是遞增。另外，采用鋼鐵材料作旋轉(zhuǎn)盤片的老式儀表易受磁體的影響，會因此而減慢旋轉(zhuǎn)的速度，從而引起錯誤的電量測量結(jié)果?？梢允褂脦讉€簡單的方法來檢測電子儀表的篡改和偷竊現(xiàn)象。尤其對于電表來說，可以檢測到多種“典型”情況，如：
負載不對稱（回路被接地，導(dǎo)致不對用電進行計量）
電表暫時斷開（或被旁路）
使用永磁體使電流互感器飽和或停止計數(shù)器
惡意破壞
一旦檢測到篡改現(xiàn)象，我們可以對儀表采取多種防范措施。如果儀表控制供電，它可以將負載的供電斷開。另外，如果儀表具有通信機制，還可以通過點亮指示燈或者向公用事業(yè)公司發(fā)送報警消息的方式，指明發(fā)生了偷竊篡改情況。
電子抄表
電子儀表zui大的一個優(yōu)勢就是增加了自動抄表（AMR）功能。這樣一來，就不用派專人去現(xiàn)場登記使用數(shù)據(jù)，從而可大大節(jié)省開銷。人工抄表是一種勞動密集型的工作，容易出現(xiàn)人為差錯（甚至是賄賂現(xiàn)象）。由于儀表安裝在不同的地方，因此人工抄表無論對于用戶還是對于抄表員來說都是非常不方便的。
目前有多種技術(shù)可以實現(xiàn)電子儀表的AMR功能，或者改進已有的機械式/機電式儀表。通過下列幾種方式可以實現(xiàn)電子儀表的自動抄表和通信：
紅外——通過儀表的面板實現(xiàn)近程紅外LED傳輸;
射頻（ RF）——近程或遠程通信，如ZigBeeTM協(xié)議或蜂窩網(wǎng)絡(luò);
通過線的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)方式;
電力線載波（PLC）——近程到中程傳輸
串口（RS-485）
在某些情況下，僅僅通過手持式設(shè)備（通過IrDATM協(xié)議或者RF方式，zui遠通信距離可達幾百英尺）通信就可以實現(xiàn)AMR功能的優(yōu)勢。盡管這種方式仍然需要抄表員到各個儀表安裝現(xiàn)場抄表，但是這種方式能夠確保數(shù)據(jù)讀取是準(zhǔn)確的，并且能夠大大加快抄表過程。此外，ZigBee聯(lián)盟正在開發(fā)一種測量方案，能夠使水表、氣表、熱表和電表的制造商之間實現(xiàn)相互合作，通過一種共同的通信媒介發(fā)送使用數(shù)據(jù)。
安全性好
隨著測量過程自動化程度的提高，安全數(shù)據(jù)存儲和通信技術(shù)的需求也與日俱增。確保公用事業(yè)部門所收集數(shù)據(jù)的保密性和完整性是非常重要的。這可以通過MCU自身的內(nèi)部數(shù)據(jù)EEPROM或者使用加密算法將數(shù)據(jù)存儲到儀表外部的方式來實現(xiàn)。另外儀表使用數(shù)據(jù)的安全通信也值得關(guān)注。同樣，可以使用幾種加密算法和握手協(xié)議來確保安全的數(shù)據(jù)傳輸。
電子儀表已經(jīng)可以根據(jù)使用時段（Time ofUse，TOU）分時計費了。TOU分別設(shè)定高峰期（使用率較高）和非高峰期（使用率較低）時段。TOU收費有多種好處。首先，如果用戶在非高峰期使用，則可以享受較低的價格。其次，由于高峰期的用戶要支付較高的使用價格，TOU計費方式很自然地就在較大程度上降低了高峰期的使用。鋪設(shè)新的公用基礎(chǔ)設(shè)施的投資是相當(dāng)高的。TOU計費有助于分流高峰期的使用需求，在用戶需求不斷增長的情況下保持一種穩(wěn)定的容量。要想實現(xiàn)TOU計費，儀表內(nèi)部需要設(shè)置實時時鐘和日歷（RealTimeClock and Calendar，RTCC），全天跟蹤用戶的使用情況。電子儀表通過軟件或者使用外部設(shè)備很容易實現(xiàn)RTCC功能。
出現(xiàn)的計費方式是預(yù)付費。這一功能主要是在電表中實現(xiàn)的。用戶可以使用磁卡提前購買一定的電量，然后將磁卡插入電表中，使電表在一定的時間段內(nèi)向的負載供電。預(yù)付費方式降低了公用事業(yè)公司計費和抄表的成本，也有助于幫助用戶計劃每月的開支。
所有上述的收費方式都是建立在公用儀表基本功能基礎(chǔ)之上的。這樣看來儀表的研發(fā)時間似乎要增加了，因為研發(fā)包括兩個部分：基本的儀表功能，以及防篡改、AMR、安全性和計費方式等新增功能。接下來，本文要介紹如何把基本的儀表功能設(shè)計簡化為一個簡單的脈沖計數(shù)器，而將主要工作放在用戶接口的設(shè)計上。大部分MCU都能夠通過內(nèi)部定時器對I/O引腳的外部時鐘輸入進行計數(shù)。某些MCU的定時器能夠在低功耗模式下進行計數(shù)，而當(dāng)定時器溢出時喚醒器件。這種功能非常靈活，因為氣表、水表和熱表可能沒有本地電源，而是采用電池進行供電。
電表
電子儀表zui令人關(guān)注的焦點可能是電表。在發(fā)展中國家中，竊電問題始終都是促使人們研制電子儀表的zui主要原因。因為不但儀表會被篡改以減少其顯示的用電量，而且抄表員也容易因為接受用戶的賄賂而篡改抄表數(shù)據(jù)。所以，具備自動抄表功能的電子儀表能夠大大減少公用事業(yè)公司損失的收入。電表設(shè)計中的zui大挑戰(zhàn)是需要記錄用電量。如前所述，某些生產(chǎn)商要求高達0.2%的精度。電表還必須能夠處理大型的電感負載，例如電冰箱、HVAC（暖通空調(diào)）、洗衣機和干衣機之類的電器。因此，對于設(shè)計人員來說采用MCU或者分立元件是*的設(shè)計方案。慶幸的是，有些生產(chǎn)商同時提供了兩種類型的電表。為了簡化設(shè)計，分立式設(shè)計提供了負載和電源接口，采用測量引擎測量電流和電壓并計算用電量，使用簡單的脈沖輸出方式。圖4給出的實例中使用PIC16F9XX器件作為MCU，采用Microchip公司的MCP3905測量用電量。MCP3905的典型精度為0.1%，具有電源反向指示功能，采用分流電阻測量電流。電能輸出驅(qū)動機械式兩相步進電機，但是也可以驅(qū)動MCU的計數(shù)器輸入。

更多:/