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吳辰彧 ，世強電訊技術中心

      水表的發展已有近二百年的歷史，在開始階段相當長的一段時間里，英法日德等國家的水表一直占據著中國水表行業。隨著城市供水事業的發展，中國的水表工業也相應地發展起來，從20世紀90年代開始，各種智能型水表、水表抄表系統等產品也開始興起。

      盡管，目前國內的水表市場仍然以機械表為主，但是從發展角度來看，智能化是一種必然的趨勢，可以節省人工，提高抄表的準確度，更可以實現階梯化收費，有效的利用有限的水資源。

      水表的電源一般由水表自行供給，這就對水表的功耗提出了苛刻的要求。國際規定，智能水表的靜態電流應該小于30μA，實際中水表廠商都把該指標控制在10μA以內（使用干簧管傳感器時），保證工作時間大于6年以上才算合格。NEC帶LCD控制功能的8位微控制器以其低功耗、高性能等優勢，成為水表微控制器的優質選擇。

NEC山梨MR和Renesas MCU水表方案：

      該方案的工作原理為：在葉輪上裝上磁鐵，由磁場感應器(MR Sensor)感知出葉輪的旋轉。磁場感應器(MR Sensor)把磁場信號轉變成電信號，再由單片機進行計量的加法或減法運算，運算值由液晶顯示或對外部輸出。

圖1

方案結構框圖如下：

Renesas MCU——78K0/Lx3微控制器介紹

      Renesas電子78K0/Lx3微控制器是高性能8位通用微控制器，采用原NEC電子的78K0內核，有48Pin～80Pin的多種封裝，內置4Com/8Com模式的LCD驅動，可以驅動的LCD段數高達288段。

?      LCD 驅動器

最大可實現36*8段位控制，共有6種顯示模式供選擇，內/外部分組電壓。

?      CSI通訊模塊1~2

可與IC卡接收器、短距離無線收發器、超聲波流量傳感器進行通訊

?      豐富的比較/觸發定時器

采集流量傳感器信號并精確計算出流量

?      EEPROM模擬功能

通過flash的數據燒寫及特殊的管理方式代替EEPROM對重要數據進行存儲

?      振蕩電路

78K0/Lx3微控制器內置高精度8MHz振蕩電路，并且可以通過寄存器去控制內部振蕩電路的快慢。對于不需要實時時鐘的水表，可以節約成本，加快軟件開發進度。如果需要使用RTC，則需要外接32.768kHz的振蕩器，可以輕松實現階梯復費率水費。

?      功耗

78K0/Lx3低于1μA的靜態功耗可以有效延長電池使用壽命，而且有利于提高系統的穩定性和抗干擾性。1.8V～5.5V的工作電壓可以最大限度的使用電池能量。內置的16級LVI模塊更是免去了客戶的后顧之憂，隨時監測電池電壓，一旦發現電池電壓下降過限，就立即通知用戶并存儲關鍵數據。NEC電子水表方案是卡表方案，支持多種讀寫卡，通過卡座使用IIC協議與微控制器通訊。微控制器采用78K0/Lx3，帶LCD顯示控制功能，在功耗方面，通過各種節電措施，整機達到3.8μA的超低功耗。

NEC山梨MR傳感器

NEC山梨的MR磁傳感器是一種利用磁電阻反應原理，把強磁性金屬合金薄膜蒸鍍在了IC電路上的磁開關器件。其特點為：

?         高靈敏度，高精度——靈敏度的一致性最高可達6高斯以內。

?         高可靠性——內藏溫度保護電路，大幅提升了溫度特性的穩定性。

?         低功耗——工作電流1.5mA,工作在脈沖模式下，平均功耗可降到0.45uA.

?         低成本。

?         小型封裝。

與各種不同的感應器件比較：

磁傳感器適用于速度型水表，可分為旋翼式和螺翼式，磁場分布不同，有相應的磁傳感器。

案例1：水平方向檢測

案例2：垂直方向檢測

NEC山梨MR和Renesas MCU水表方案的功能和特性：

2        瞬間流量表示

2        漏水檢測報警功能

2        過大流量檢測報警功能

2        逆流檢測

2        零流量檢測

NEC山梨授權代理商世強電訊將針對該方案提供性能優良的產品及技術支持，歡迎直接致電世強電訊。