龙芯高集成超声波方案：单SoC取代多芯片，超低硬件成本，适用于工业流量检测场景

发布时间：2026-06-11 阅读量：15081 来源: 我爱方案网作者: bebop

随着工业物联网对数据可信度要求的提升，传统超声波流量计的痛点逐渐凸显：采用通用MCU的方案往往需要通过外置多颗芯片实现信号处理，导致系统功耗高、时钟同步误差累积；而基于FPGA的高性能方案则存在开发门槛高、成本难以优化的问题。

针对上述痛点，快包分析师推荐龙芯超声波流量计方案，通过芯片级异构集成，将超声波发射控制、回波采样与时间计算单元封装于单颗SoC内，其硬件级时间戳机制消除了传统多芯片架构的同步误差。实测数据显示，在供热管网长周期运行中，该方案将零点漂移控制在每小时0.001米/秒以内，较传统方案提升两个数量级，同时整机功耗下降约40%。

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1.龙芯LS1D超声波流量测计量开发板

方案简介：

该方案主控采用龙芯超声波流量测计量芯片LS1D100，是龙芯自主设计研发的用于超声波热表、水表和气表测量的专用SOC芯片，与同期市场上产品相比具有高精度、高安全性、高性价比、高集成度、低功耗等特点。方案集成了CPU、串口等功能，时间测量单元、温度测量等单元，超声波脉冲发生器、段式LCD控制器、电压检测、空管检测、断线检测等多个功能模块，可广泛应用于供水、供热、燃气安全等多种领域。

方案特点：

1、单芯片方案，降低成本、增加了产品的稳定性

2、超声传播时差检测原理，用水量精确计量

3、电子传感技术，无任何机械运动部件，计量性能长期稳定不会下降

4、极低起始流量，满足滴水计量要求

5、宽量程范围，适用于各种用水条件

6、极低压力损失，有效降低管网能耗

7、实时数据传输，可用于泄漏检测与管网监测

8、气泡可检测、可识别

9、内置数据存储，可追溯使用期内水表运行状态以及数据记录

10、水表通过NB-IOT方式与平台进行通信，实现数据上下传业务

2.龙芯LS1D超声波流量测计量便携式演示板

龙芯LS1D超声波流量测计量便携式演示板是基于龙芯超声波流量测计量芯片LS1D搭建的快速测试、评估超声波流量转换器的硬件开发平台。此款样品开发套件提供了超声波水表所需的硬件接口，配套软件包不仅提供了完整的套件编译开发环境，还备有用户友好的参数配置和单元功能测试用例，极大缩短了用户的开发周期。可广泛应用于供水计量、供热计量、工业流量计量等行业。

方案典型工业应用场景与案例

1. 农业精准灌溉与用水计量系统

某大型现代农业示范区采用智能灌溉系统，但传统机械水表易受泥沙堵塞、计量误差大，且无法实时监测各支管用水量，导致水资源分配不均、灌溉成本高。

通过在灌溉主管道及关键支管道安装基于LS1D的超声波流量计，配合NB-IoT通信模块，利用宽量程（0.05m/s~30m/s）适应不同灌溉流速，低起始流量精准计量滴灌、微喷灌的小流量用水。实现用水量分区精准计量，灌溉水利用率提升25%，节水效益显著，同时减少人工抄表与维护成本，管道泄漏及时发现，年维修成本降低30%。

2.工业冷却循环水系统效率优化

某半导体制造厂的冷却循环水系统需7×24小时稳定运行，传统电磁流量计维护频繁、直管段要求高，且无法监测水质变化对计量的影响。

采用LS1D方案设计外夹式超声波流量计，安装在现有管道外侧，无需停产切割管道，超声波流量计方案非接触测量特性有效避免介质污染，适应腐蚀性冷却液环境，同时数据通过工业网关（可结合龙芯边缘控制器）接入厂内MES系统，实时监控冷却水流量与温度联动，数据长期存储为预测性维护提供依据，设备综合效率（OEE）提升8%。

3. 工业生产自动化

案例
在石化厂原料输送管线中，LD100与龙芯2K1000LA边缘控制器（CS5202LS-GIC）协同，实现流量、温度、压力的多协议采集（支持300+工业协议），并通过AI分析预测管道淤塞风险。

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