以太网控制芯片在智能仪表中的应用———以太网控制芯片在智能仪

［编辑简介］：本文介绍一种在嵌入式系统中采用串口到以太网和串口到ZigBee等转换器，来连接现有的电子仪表设备，使其升级为智能仪表设备的解决方案。重点说明了控制芯片的技术参数与特性。［摘要］：智能电网技术的主要特点是电力网络和IT实时数据通信技术的融合，通过智能电网用户可以合理的利用电力资源，这样不但避免了能源的浪费，也能为用户节约用电成本。［关键词］：以太网控制芯片 智能仪表 智能电网随着节能环保意识越来越深入人心，智能电网的概念也成为全球热门的话题，世界各地对智能电网的兴趣也正在逐渐的增加，自2001年以来，美国一直建立智能电网基础设施，以取代旧的电力系统和加强能源的浪费管理，这个项目预计将于2030年完成，EPRI、EDF、日立、GE和一些主要的美国电力公司都参与了这项业务。自2006年，欧盟政府一直领先的项目“欧洲智能电网技术平台”，这一项目将于2020年完成，其中德国、意大利、英国和西班牙都积极支持这一项目，ABB、西门子、Shell都在参与这项业务。智能电网技术的主要特点是电力网络和IT实时数据通信技术的融合，通过智能电网用户可以合理的利用电力资源，这样不但避免了能源的浪费，也能为用户节约用电成本。智能电网系统高效的智能仪表设备的选择智能仪表是智能电网基础设施的核心设备。通过网络，智能仪表把实时功耗远程传输到电力公司并接收价格的信息。新型的智能电表除了具备实时时钟、传感器、显示器等传统的组成部分，为了将数据传输到远程服务器，智能仪表必须具备通讯能力，按照传输媒介分为有线、无线两种方式。在有线通信模式下，主要有以太网、电力线、PSTN等都可以用作通讯接口。在无线通信模式下，主要有ZigBee、RF、wifi、红外等方式。通讯模式可以根据不同的通讯环境进行选择。所有的智能仪表在时钟、传感器和显示部分都是十分相似的，但通讯部分却因为有不同的传输媒介，具有不同的通讯方式。如果要让一块电表支持所有的通讯模式，那这样的电表设备的价格将会十分昂贵，并不适合广泛的应用。那么，哪种通讯方式可以成为最有效的解决方案呢？嵌入式系统中最常见的接口是串口，所以仪表设备也可以使用串口来与其他模块进行通信。我们可以采用串口到以太网和串口到ZigBee等转换器，来连接现有的电子仪表设备，使其升级为智能仪表设备。北京博讯方案在智能仪表领域的应用一、串口转以太网通讯模式：串口转以太网通讯模式结构图 W5100芯片--全硬件嵌入式以太网控制芯片特性：      1、支持硬件TCP/IP协议：TCP、UDP、ICMP、IGMP、IPv4.     2、ARP、PPPoE、Ethernet     3、支持4个独立的端口（sockets）同时连接     4、内嵌10BaseT/100BaseTX以太网物理层     5、内部16K字节存储器作TX/RX缓存     6、支持SPI接口、直接总线和间接总线接口     7、3.3V工作电压，I/O口可承受5V电压     8、小巧的LQFP80无铅封装EFM32芯片--超低功耗ARM Cortex-M3 微控制器特性：     1、32位ARM Cortex-M3 内核，最高主频是32MHz     2、90个GPIO，20mA驱动，16个外部中断     3、CPU休眠时，各外设可自主工作     4、最多6个UART，支持UART和SPI模式     5、12位ADC，1MHz,8通道     6、12位DAC，500KHz,2通道     7、电压范围：1.8-3.0VDC     8、工业温度：-40℃-85℃二、串口转ZigBee通讯模式：串口转ZigBee通讯模式结构框图 JN5139模块--无线ZigBee模块JN5139-X01-M00/01/03特性： 1、2.4GHz IEEE802.15.4和ZigBee兼容模式 2、通讯距离（可视）>400m3、接收灵敏度-96.5dBm4、发射功率+2.5dBm5、TX电流&lt;37mA 6、RX电流<37mA 7、MO0有板载天线8、M01有SMA连接器9、M03有uFI连接器JN5139-X01-M02/04特性：1、2.4GHz IEEE802.15.4和ZigBee兼容模式 2、通讯距离（可视）>400m3、接收灵敏度-100dBm