MCU plus Kommunikationseinheit

Embedded-Design für intelligente Messsysteme

Jeder Zählertyp muss eine oder mehrere des folgenden Funktionen bieten:

Bei einigen Anwendungen unterliegen Zähler strengen Anforderungen an einen niedrigen Energieverbrauch. Der Serviceintervall für einen Grundwasserzähler beträgt 20 Jahre oder mehr. Bei solchen Anwendungen werden besondere Lithiumbatterie-Chemien (wie etwa Lithium-Thionylchlorid oder Li-SOCl2) mit niedriger Selbstentladung benötigt, um die Anforderung an Langlebigkeit zu erfüllen.

Eine weitere wichtige Anforderung an intelligente Messgeräte ist die Verwendung von MCUs mit hoher Leistungsfähigkeit bei geringer Leistungsaufnahme. Die meisten Messsysteme erfordern MCUs mit sehr geringem Stromverbrauch, die gleichzeitig eine Reihe von integrierten Funktionalitäten wie Echtzeituhr, A/D-Wandler und Kommunikationsschnittstelle bieten. Weitere Ausstattungsmerkmale wie etwa LCD-Controller, eine zyklische Blockprüfung oder eine Verschlüsselungs-Engine können die Verarbeitungslast der MCU reduzieren und es so ermöglichen, dass sie über weite Strecken in Niedrigverbrauchsmodi arbeiten, was die Gesamtleistungsaufnahme des Systems reduziert.

Drahtlose Sender, Empfänger und Sender-Empfänger finden in Messsystemen mehr und mehr Verbreitung. Hauptmerkmale sind unter anderem hohe Integrationsfähigkeit, sehr niedriger Strombedarf, Sofortstart aus dem Niederleistungszustand, hohe Empfängerempfindlichkeit (höher als -118 dBm) und hohe Sendeleistungen ohne externe Leistungsverstärker (bis zu 20 dBm). Fortschrittlichere Funktionen umfassen automatisches Packet- Handling, integrierten FIFO sowie variable Frequenz- und Modulationsverfahren.

Drahtlose Systeme, die die MCU mit einem HF-Empfänger kombinieren, sind auch für intelligente Messanwendungen verfügbar. Diese hochintegrierten Single-Chip-Systeme können helfen, die Material-und Systemkosten zu reduzieren und bieten gleichzeitig eine Strom sparende eingebettete Steuerung, die in der Lage ist, drahtlos zukommunizieren.

Bauelemente für den Aufbau von Highspeed-Zugängen wie Modems für die leitungsgebundene Datenkommunikation, Timing-Bausteine für die Netzwerksynchronisierung und digitale Isolationsprodukte auf CMOS-Basis für die Sicherheit und Konformität von Elektrizitätszählern gehören zu den weiteren Schlüsselelementen für die Messsysteme der nächsten Generation.

Weil immer mehr eingebettete Intelligenz in intelligente Messgeräte integriert wird, dürfen wir uns eine explosionsartige Entwicklung von neuen Anwendungen erwarten.

1. Teil: Embedded-Design für intelligente Messsysteme
2. Teil: Messfunktionen und Anforderungen