德州儀器（TI）在本月召開的中國國際表計大會上，展出了電力線通信（PLC）、數(shù)據(jù)集中器和儀表測量SoC等創(chuàng)新的智能電網(wǎng)解決方案。

自2009年，分三階段建設堅強智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃發(fā)布以來，消費者對智能電網(wǎng)的關注熱度持續(xù)上升，智能電網(wǎng)與消費者的關系也越來越緊密。

夏熱冬冷的時候，我們的電網(wǎng)峰值會造成非常高的電網(wǎng)用電負荷，如何通過實時的通訊和消費通信管理有效分擔電網(wǎng)負荷呢？除了對消費者用電習慣的引導，智能電網(wǎng)的傳輸效率和網(wǎng)絡安全也都要基于特定的技術和設備。

哪些核心技術能夠對節(jié)能產(chǎn)生決定性的影響？半導體技術扮演了非常重要的角色。無論是實時信號處理還是網(wǎng)絡傳輸和用戶數(shù)據(jù)收集，都需要特定的技術和網(wǎng)絡才能達到所需效果。

據(jù)德州儀器智能電網(wǎng)解決方案市場營銷經(jīng)理James Hao介紹，針對上述各個環(huán)節(jié)，TI提供了從智能電網(wǎng)基礎設施、智能儀表，到智能家庭和樓宇的完整的解決方案，如下圖所示。

圖：TI提供完整的智能電網(wǎng)工具及解決方案

以TI在中國國際表計大會上展出的PLC方案為例。中國市場上現(xiàn)在用的比較多的是FSK電力線載波通訊，TI的解決方案則支持歐洲主流的G3、PRIME和IEEE-1901.2采用的窄帶OFDMA的電力線載波通訊，它可以提供相對比較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡安全性，也可以通過多種射頻技術，包括Zigbee、Wi-Fi和1GHz以下的無線射頻技術，進行實時的數(shù)據(jù)信號傳輸和采集。

又如，下圖所示的TI最近推出的功能完善的智能儀表評估板，它集成了最新的通信技術和應用處理器，可以開發(fā)多種針對智能電網(wǎng)的應用。據(jù)James Hao介紹，這是模塊化的評估工具，用戶可以根據(jù)他的實際需要替換其中不同的模塊和部件，比如主處理器，可以用16位、32位的MCU、DSP、ARM處理器以及多核的DSP+ARM處理器完成特定的終端設備核心板的處理。除了核心板，還有不同的通訊模塊，比如Wi-Fi模塊，Zigbee或1GHz以下的通訊模塊，NFC預付費模塊，窄帶PLC電力線載波通訊模塊。在計量方面，根據(jù)客戶的需要，如果需要單相、三相電力線計量模塊可以選用不同的模塊插在板子上完成特定的信號分析和處理。與此同時，TI會提供相關的軟件庫、窄帶PLC通訊軟件協(xié)議棧，同時還有計量、上層DMS，預付加密等相關軟件協(xié)議棧也都會提供給客戶。

圖：TI智能儀表電路板

據(jù)TI中國區(qū)智能電網(wǎng)業(yè)務拓展經(jīng)理Charles介紹，現(xiàn)在國內(nèi)應用比較多的電表其計量部分和主控部分是分開的。在歐洲、印度、東南亞以及北美市場，采用SoC方案的越來越多，計量部分和控制部分合在一起來做，TI已經(jīng)推出針對這個市場的SoC方案。

TI推出的SoC計量前端，是高集程度的SoC芯片，單芯片可以完成三相電表的設計。這一方案采用了MSP430超低功耗的16位MCU，可以完成7路24比特的高精度采樣和之后的電能分析集成。同時，還提供了比較大的內(nèi)部存儲器單元，無需在片外加上Flash或者SDRAM來完成特定的功能，也不需要在單芯片上加上外設存儲器就可以完成低成本的三相電表計量設計。安全方面，包括實時RTC和180比特AEC硬件加密模塊都已經(jīng)集成到了這個芯片上。它還有非常豐富的外設，包括串口、并口和數(shù)據(jù)轉換器等。

圖：TI面向多相位智能電表的全面集成型SoC

在歐洲市場，已經(jīng)可以看到全集成的SoC智能電表解決方案，包括計量部分和通訊模塊，把RF、PLC部分都要集成到同一顆芯片里，整個電表里面只有一顆主控芯片。作為方案提供商，TI也正在推動SoC方案在國內(nèi)的應用。此外，TI現(xiàn)有的窄帶PLC技術，也將在國內(nèi)現(xiàn)有的電力線通信方案升級時大有所為。