適合智能電網(wǎng)工業(yè)應用的ARM解決方案

對于這樣一個(gè)方案，恩智浦LPC32x0系列不失為一個(gè)很好的選擇。該系列采用ARM9CPU內核，其運行速度高達266MHz，同時(shí)采用矢量浮點(diǎn)(VFP)協(xié)處理器用于高級算術(shù)運算。此外，還提供了必要的外設和接口，包括7個(gè)UART、1個(gè)帶專(zhuān)用DMA控制器的10/100以太網(wǎng)MAC、1個(gè)具有全速主機和設備性能的USBOTG、1個(gè)RTC，以及1個(gè)靈活的可支持STN和TFT面板的LCD控制器。

較之入門(mén)級產(chǎn)品，高級數據采集器的成本顯著(zhù)增加。圖3的配置始終為三芯片解決方案，因為微控制器需要外部SDRAM和NAND閃存才能形成足夠的存儲器資源。如果系統不需要這么快的CPU時(shí)鐘頻率，則選擇一款板載資源充足的微控制器往往更為可取，這也符合了中級解決方案的要求(見(jiàn)圖4)。

相對于高級解決方案，中級數據采集器的突出優(yōu)點(diǎn)是成本較低。因為需要較少的組件，這樣在PCB方面可節省高達2美元~3美元成本。簡(jiǎn)單的配置帶來(lái)更好的經(jīng)濟性，但性能上的局限使得中級數據采集器更適合作為入門(mén)級的升級產(chǎn)品使用，并非高級解決方案的替代方案。中級數據采集器更適合可以犧牲系統功能換取成本的工業(yè)應用；對于想提高系統性能的住宅應用來(lái)說(shuō)也是不錯的選擇，如以太網(wǎng)實(shí)時(shí)通信，可用于控制用戶(hù)電源開(kāi)與閉，或用于報告狀態(tài)變化(顯示設備篡改)等。

圖4用于中級數據采集器的微控制器配置示例

恩智浦LPC1760系列非常適合中級數據采集器。該系列采用ARMCortex-M3CPU，主頻高達100MHz，且包括最大64KB的SRAM和512KB閃存。板載外設和通信接口也為中級數據采集器提供了充足的資源。

結合使用

對于多設備和多用戶(hù)的智能電網(wǎng)，可以將入門(mén)級和中級或高級數據采集器結合使用，從而創(chuàng )建一個(gè)更全面的系統。例如，在高層住宅中，數據采集可以細化到樓棟和樓層。每套公寓的電子式電表可以向每個(gè)樓層的入門(mén)級數據采集器提供數據；同時(shí)采用一系列中級或高級數據采集器將各樓層的數據合并匯總，從而生成整棟大樓的信息。這樣的設置可以實(shí)現基于層的數據采集和處理，既平衡了工作負載，同時(shí)還實(shí)現了高水平的數據粒度和可管理性。

結論

相對于整個(gè)系統，數據采集器可能是微不足道的小組件，卻執行了提高電網(wǎng)智能化的重要任務(wù)。數據采集器除了可從電子式電表池采集數據外，也可以配置用于多種實(shí)用操作：檢查輸電質(zhì)量、監測電力使用數據、提供事件數據記錄以及報告系統故障。不論是入門(mén)級、中級還是高級數據采集器，選擇合適的32位微控制器可簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)步驟，設計出經(jīng)濟高效的解決方案。選擇微控制器時(shí)，工程師應考慮片上資源，也應考慮其它設計因素，如設備可靠性(溫度和濕度范圍、數據保持能力、電流快速瞬變可靠性、防靜電等)、系統級組件集成、區分功能(如數據加密)，當然還有價(jià)格因素。恩智浦的ARM解決方案，包括LPC1200、LPC32x0和LPC1760系列，可提供最佳的性能特點(diǎn)組合，是各種住宅和工業(yè)用數據采集器設計的理想選擇。