电表芯片技术应全面提升

中国电子报 冯晓伟上海世博会国家电网馆展示的智能电表　　30岁以上的人恐怕对拿着手电筒挨家挨户查电表的居委会老大爷印象还颇为深刻，如今，电表智能卡充值预售已让这一场景成为历史，可谓解放了生产力。今后，随着智能电表的普及，电表将不再仅仅是一个记录电力消耗的仪表，而且可以帮助用户监测能源消耗量，指导用户错峰用电，甚至可以计量用户利用新能源发电向电网输入的电量，这无疑是发展了生产力。　　智能电表最重要的特征在于双向互动。电表作为电力系统的一个终端，目前只能实现单方面的交流，也就是只能实现自动读取的功能，而不是双方互动的交流；而智能电表的应用则可以使用户和电力系统之间实现互动。比如，电力供应机构可以精确地了解用户的用电规律，可以在电力供应高峰期或需求大于供给时，适当提高电价；而用户此时可以把家里的替代能源设备打开，或者把一些用电的家务挪到用电低谷的时候做，因为用电低谷的电价可能要便宜很多。要实现智能电表的普及，就必须推动电力线载波系统、MCU、计量芯片、存储芯片等各个环节齐头并进。　　中国国家电网公司已经对智能电网进行了全新的规划。据悉，该标准不仅对单相智能电表和三相智能电表的规格提出具体要求，还对智能电表的显示、外观结构和安装尺寸、材料及工艺等提出了细致的要求。　　在智能电表应用中，利用电力载波进行集中抄表是最基本的功能。对电力载波系统而言，其核心芯片的性能也是决定系统成败的关键。系统厂商要保证信号的传输距离足够远，就需要尽可能地提高发射功率，但是，发射功率过大就会对电网产生严重的电磁干扰，这就是所谓的“二次污染”。要减少这样的污染，就要尽可能用最小的发射功率达到最佳的传输效果，这就要求我们从系统的核心芯片入手解决这个问题，而不是仅仅着眼于系统的外围。　　电力载波集中抄表方案的实施还需要解决任意相邻节点物理层通信保障能力的问题和具有帧中继控制的网络传输协议的问题，采用高集成度的SoC解决方案将是有效的途径之一。此外，利用芯片内部的嵌入式微处理器来进行网络传输与信息安全控制也将大幅提升电力载波芯片的性能。　　对智能电表而言，数据的存储也是不容忽视的问题。在新型存储器件中，无论选择相变存储器还是铁电存储器，智能电表对数据安全性、可靠性的要求肯定是放在首位的；而低成本也是智能电表走向普及的必要条件。