水、氣、電、熱|N32L4系列低功耗MCU應用案例分享
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國民技術(shù)擁有業(yè)界領(lǐng)先的低功耗MCU技術(shù)、無(wú)磁計量技術(shù)、低功耗無(wú)線(xiàn)射頻技術(shù)，以及金融級信息安全技術(shù)等表計核心技術(shù)和全棧芯片產(chǎn)品，面向表計行業(yè)客戶(hù)提供低功耗MCU、低功耗藍牙BLE5.1 SOC、金融級安全芯片等表計方案核心芯片產(chǎn)品，以及從端到云的智能表計解決方案，上述相關(guān)芯片已在智能水表、智能電表、智能燃氣表、智能熱量表等多種表計產(chǎn)品中獲得行業(yè)標桿客戶(hù)的批量應用。
N32L4xx系列低功耗MCU在表計中的應用優(yōu)勢
N32L4xx系列MCU是業(yè)內首顆采用40nm工藝制程的低功耗MCU產(chǎn)品，基于其形成的表計方案最大限度地減少能耗和提高測量精度。得益于N32L4xx優(yōu)秀的低功耗和高集成特性，可延長(cháng)表計電池壽命并降低系統使用成本。
表計應用案例分享
1，水表案例〡基于N32L436的無(wú)磁智能水表
功能特點(diǎn)：無(wú)磁計量采用電磁感應技術(shù)實(shí)現采樣，不受水體雜質(zhì)及外界強磁干擾影響計量精度，基于N32L436可實(shí)現LC和線(xiàn)圈兩種無(wú)磁計量方案，在智能水表領(lǐng)域獲得越來(lái)越廣泛的市場(chǎng)認可，其主要功能特點(diǎn)如下：
① MCU集成無(wú)磁計量算法，可實(shí)現正向/反向計量，計量度數精確至1L。
② 抗4000高斯汝鐵硼強磁干擾。
③ 超低功耗，一節8500mAh電池可續航8年（一天一次）。
④ 采用NB-IoT無(wú)線(xiàn)通信，支持BLE4.2/5.0。
⑤ 支持閥門(mén)故障、低電量報警等事件上報，可實(shí)現遠程閥門(mén)控制，支持OTA遠程升級。
⑥ 自動(dòng)補抄技術(shù)，抄表成功率大于99%。
⑦ IP68防護等級，支持戶(hù)外安裝。
N32L436應用優(yōu)勢：N32L436內置無(wú)磁計量采集算法模塊、LCD驅動(dòng)、比較器、定時(shí)器等資源，外圍電路精簡(jiǎn)，單顆芯片同時(shí)實(shí)現計量與應用處理，大大降低成本，并且具有抗磁干擾、計量精度高，成本低等優(yōu)勢特點(diǎn)。
2，氣表案例〡基于N32L406低功耗MCU的智能燃氣表應用
功能特點(diǎn)：智能燃氣表以遠傳燃氣表為主，可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)或基站實(shí)現云平臺對智能燃氣表終端設備的信息采集和實(shí)時(shí)控制。同時(shí)平臺可通過(guò)與手機的交互實(shí)現用戶(hù)對智能燃氣表的用氣量查詢(xún)、報警、報修、充值繳費等操作。通過(guò)N32L406實(shí)現的燃氣表功能包括：
① 通過(guò)TIMER模塊對燃氣表皮膜計量模塊的脈沖計數或者對燃氣表超聲波計量模塊的氣體流速積分運算，從而實(shí)現計費功能。
② 通過(guò)內置FLASH存儲器保存氣量數據和時(shí)間日期，以及計價(jià)方式和階梯氣價(jià)的詳細計費標準。
③ 通過(guò)內置RTC模塊實(shí)現日期時(shí)間的實(shí)時(shí)計時(shí)功能。
④ 通過(guò)內置LCD模塊連接到液晶顯示屏，顯示氣量數據和時(shí)間日期等信息。
⑤ 通過(guò)USART連接到NB-IOT等通信模塊，用于數據交互及平臺對終端設備的實(shí)時(shí)控制。
⑥ 通過(guò)ADC實(shí)時(shí)檢測電池狀態(tài)做過(guò)流過(guò)溫等保護，通過(guò)GPIO控制閥門(mén)通斷和蜂鳴器報警。
N32L406應用優(yōu)勢：N32L406的超低靜態(tài)功耗和運行功耗，以及增強工業(yè)級-40℃至105℃工作溫度，支持±4KV ESD沖擊，能確保燃氣表有效防止靜電干擾并長(cháng)期穩定工作。芯片擁有多達9路定時(shí)器，可滿(mǎn)足氣量數據采集計算，同時(shí)還擁有1路低功耗定時(shí)器和RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘，支持閏年萬(wàn)年歷、周期性喚醒，支持內外部時(shí)鐘校準。128KByte片內Flash，支持加密存儲、分區管理及數據保護，支持硬件ECC校驗，10萬(wàn)次擦寫(xiě)次數，10年數據保持，可有效保護氣表內的數據，防止偷盜氣等行為。芯片具有1個(gè)12bit 4.5Msps ADC，多達16路通道，可滿(mǎn)足氣表電池電量等信息的采集和管理需求。
3，電表案例〡基于N32L406低功耗MCU的三相導軌式電能表
功能特點(diǎn)：導軌式安裝電表為低壓照明終端的電能計量提供了有效的解決方案，可廣泛應用于樓宇、商場(chǎng)、會(huì )展中心、學(xué)校、機場(chǎng)、港口及工廠(chǎng)等?；贜32L406的三相導軌式電能表采用模塊化結構，體積小巧，安裝方便，運行可靠。通過(guò)網(wǎng)絡(luò )預付費系統實(shí)現網(wǎng)絡(luò )式預付費管理功能、在線(xiàn)抄表、數據查詢(xún)、欠費斷電、在線(xiàn)繳費充值送電、遠程控制等功能。主要功能特點(diǎn)包括：
① 強弱電分離設計。
② 雙向電能計量。
③ 預付費。
④ 參數可編程。
N32L406應用優(yōu)勢：N32L406采用增強工業(yè)級可靠性技術(shù)，適應復雜電氣環(huán)境，增強電表可靠性。芯片基于Cortex-M4F內核，支持FPU浮點(diǎn)運算，提供1.25DMIPS/MHz的優(yōu)異性能，在STOP2模式下工作電流約為2uA，低功耗運行模式工作電流在1mA以?xún)?，可以有效降低產(chǎn)品功耗。片內集成2個(gè)SPI，速率可達16Mbps；5個(gè)串口波特率可配置，支持DMA，最高波特率可達2Mbit/s，可以滿(mǎn)足電表產(chǎn)品各種應用功能高速接口需求。芯片具備硬件級高安全性，為代碼安全以及用戶(hù)數據安全提供保護。
4，熱表案例〡基于N32L436的超聲波熱量表
功能特點(diǎn)：超聲波熱量表為供熱系統收費提供結算數據并為其精細化管理提供數據支持，在集中供暖、中央空調和冷熱聯(lián)供等熱量計量收費的采暖設施等許多領(lǐng)域獲得了成功的應用，主要功能特點(diǎn)：
① 無(wú)機械葉輪轉動(dòng)，不產(chǎn)生機械磨損，使用壽命遠遠長(cháng)于機械式熱量表，且基本屬于免維護產(chǎn)品。
② 計量可靠性好，穿過(guò)熱量表前端過(guò)濾器的細小雜質(zhì)，對超聲波熱量表精確計量不會(huì )造成影響。
③ 計量糾紛少，不堵塞，不磨損，利于供熱計量工作的順利進(jìn)行。
N32L436應用優(yōu)勢：N32L436支持FPU浮點(diǎn)運算，其Cortex-M4F內核高效支撐超聲波熱量表利用公式計算熱交換系統獲得的熱量。芯片內置12bit ADC最高達5.14Msps，可實(shí)現快速采集模擬量。具有多種低功耗模式，低功耗外設（LPUART）支持產(chǎn)品無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通訊以及降低產(chǎn)品電池更換等使用成本。芯片在-40℃~105℃工作溫度范圍、±4KV（HBM模型）ESD環(huán)境下可正常工作，使得產(chǎn)品能夠長(cháng)時(shí)間適應復雜供熱水質(zhì)條件，增強熱量表可靠性。集成高安全密碼算法硬件加速引擎，保證代碼安全以及用戶(hù)數據安全。
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