低功耗MCU在智能燃气表领域解决方案

【导读】智能燃气表产品算法和功能相对比水表复杂，对表计产品的升级功能也有一定要求，除了MCU产品的低功耗特性外，还要有较大的存储空间来进行OTA升级备份处理。基于智能燃气表的应用特点，整个行业对MCU的品质和性能要求很高。MCU是系统中的主控单元，不但需要有超低功耗、大存储空间的特性，还要有灵活的功耗管理方式，在高集成度的前提下要降低成本，同时要兼顾高稳定、高可靠、高安全等特性。快包分析师推荐华大电子的CIU32L061和兆易创新的GD32L233RX，两款MCU都能同时满足超低功耗和大存储空间要求。

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智能燃气表方案的特点和优势

（1）实时监测

智能燃气表可以实时监测燃气的使用情况，包括用量、流量、温度等信息，确保家庭用气的安全和稳定。

（2）数据传输

通过无线网络将监测数据传输到云端平台，用户可以随时随地查看家庭用气数据，方便远程管理。

（3）智能化管理

用户可以通过手机APP或网页端设置用气计划，自动控制燃气表的开关，实现智能化管理。

（4）节能环保

用户可以根据用气计划进行合理调度，有效降低燃气消耗，减少能源浪费，实现节能环保。

（5）安全性高

智能燃气表具有防泄漏、防爆燃等安全保护功能，确保家庭用气的安全。

方案一：基于华大电子CIU32L061 MCU的智能燃气表方案

本方案采用华大电子CIU32L061N8PA安全MCU为主控芯片，芯片最高主频可达48MHz，支持MPU、单周期乘法指令，内置128K Flash、16K SRAM，可实现大量数据的存储和高速处理。VBAT模式下支持RTC走时与备份寄存器保持，功耗低至1uA，采用纽扣电池供电寿命可达10年，降低电池成本。

在计量方式上，本方案支持超声波、霍尔、干簧管、光电等传感器，其中超声波传感器可通过LPUART唤醒MCU，唤醒波特率可达9600bps。还支持NB-IoT远程通信，可实现远程抄表、充值等功能。

方案特点

  •  整机待机(维持LCD显示)工作电流16uA

  •  NB-IOT通讯，可实现远程抄表、充值

  •  内置安全算法模块，支持设备鉴权、通讯加密

  •  低功耗模式下支持正交/非交编码计数，实现流量计量

  •  支持计数信号异常报警，避免错误计数

  •  低功耗模式下实时监测电池电量，低电量自动关阀

  •  支持防拆检测

  •  IC卡读卡功能，支持线下充值

  •  燃气泄漏监测功能，检测到泄漏报警并关阀

应用场景

包括智能表计(燃气表、水表)、便携医疗、智能门锁等。

方案二：基于GD32L233RX的超声波/膜式/物联网燃气表方案

传统的燃气表需要定期更换电池，否则会影响正常工作；这不仅增加了运维成本，也给用户带来了不便。因此，物联网燃气表需要具备低功耗的特性，能够延长电池寿命，减少更换频率。GD32L233RX通过精简Armv8-M指令集和优化的总线设计，实现了满足燃气表应用的高性能和低功耗，其主频高达64MHz，而功耗仅有90uA/MHz，在优化电流效率上表现优异。

燃气表与云平台之间实现联网，不仅用于远程抄表、计费、控制和管理，也用于支持后续的OTA升级功能，以便及时修复漏洞、增加新功能等。GD32L233RX提供多个ISO7816 UART和LPUART接口，可灵活搭配不同的物联网通讯模组，也支持搭配超声波或膜式等不同的计量传感单元；这款MCU支持最大256KB FLASH、可存储更多的用户数据和系统功能代码。GD25系列NOR FLASH能够提供出色的存储可靠性，避免数据丢失对用户造成困扰，超高的读写耐久度也能满足燃气表终端长达10年的使用需求。

方案优势

  •  此款MCU的PA端口支持大电流直接驱动蜂鸣器，省去了驱动电路，助力成本节约；

  •  整机待机功耗小于18uA，极大降低了运维成本；

  •  接口数量多达59个，高于同类64pin产品，客户无须选用80pin产品；

  •  GD32 MCU产品系列丰富，管脚兼容、代码可复用，继承性优异，后续方案升级替换十分便捷；

  •  客户可免费获取兆易创新提供的原理图、PCB方案和程序等资料，能够直接用于生产，加快产品上市时间；

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