一種簡(jiǎn)單的電子公用儀表解決方案

　　引言

電子公用儀表與目前使用的傳統機械式和機電式儀表解決方案相比，具有很多優(yōu)勢。無(wú)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
　　校準容易
　　防篡改保護
　　自動(dòng)抄表
　　安全性好
　　先進(jìn)的計費方式(分時(shí)計費和預付費等)
　　電子儀表的設計不一定要采用復雜的實(shí)現方式。在本文所介紹的實(shí)例中，通過(guò)基于單片機(MCU)的脈沖計數器可以大大簡(jiǎn)化各類(lèi)儀表的實(shí)現。圖1給出了一種基于MCU的典型計數器的組成框圖。

　　 圖1 帶外部時(shí)鐘輸入的MCU 8位或16位定時(shí)器

　　精度更高

　　儀表是根據測量精度進(jìn)行分類(lèi)的。例如，一個(gè)機械式電表的典型精度是2%左右。相比之下，一個(gè)普通的電子電表可以達到0.2%的測量精度。如果在儀表設計中使用MCU，那么就能夠通過(guò)改變軟件參數調節測量精度。這樣，只需開(kāi)發(fā)一個(gè)硬件平臺就可以支持多級測量精度，因此可使儀表生產(chǎn)商簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，且可為安裝儀表的公用事業(yè)公司帶來(lái)良好的規模經(jīng)濟。
　　校準容易

　　常規的機械式儀表包含很多可動(dòng)的部件。隨著(zhù)使用時(shí)間的延長(cháng)，這些部件可能需要重新調校，才能使儀表恢復正常狀態(tài)。調校時(shí)通常要把儀表拆卸下來(lái)并返回廠(chǎng)家進(jìn)行校準，非常不便。但是通過(guò)使用MCU中的非易失性存儲器(EEPROM或Flash)就可以很方便的存儲或更新校準信息，甚至可以設計為采用自動(dòng)校準的方式。

　　 圖2 氣表結構框圖

　　防篡改保護

　　一般來(lái)說(shuō)，公用儀表最大的一個(gè)問(wèn)題就是偷竊現象。在很多情況下，篡改儀表是為了改變測量結果。偷竊問(wèn)題通常出現在電表上，形式多種多樣。根據電表的類(lèi)型，某些儀表可能被反接而使電量計數遞減而不是遞增。另外，采用鋼鐵材料作旋轉盤(pán)片的老式儀表易受磁體的影響，會(huì )因此而減慢旋轉的速度，從而引起錯誤的電量測量結果?？梢允褂脦讉€(gè)簡(jiǎn)單的方法來(lái)檢測電子儀表的篡改和偷竊現象。尤其對于電表來(lái)說(shuō)，可以檢測到多種“典型”情況，如：

　　?負載不對稱(chēng)(回路被接地，導致不對用電進(jìn)行計量)

　　?電表暫時(shí)斷開(kāi)(或被旁路)

　　?使用永磁體使電流互感器飽和或停止計數器

　　?惡意破壞