家用能源显示设备设计注意事项

在长期部署智能电表(自动抄表基础设施)后，在实用程序和消费者之间将建立起一套双向的来回通信。消费者将直接通过智能电表，或通过某种形式的能源网关，来获得新的信息来源。这些信息将被充分利用，并借助家用能源显示设备 (IHD) 这一通信方式示意消费者。

家用能源显示设备使实用程序客户可以根据使用的千瓦时数，以图表或图形形式跟踪其能源使用情况。它提供客户需要的大多数类型的能源感知信息：总能耗、实时定价、与一般能源使用情况进行比较分析等。

IHD 实际上是一个便携式或安装在墙上(适用于新房屋)的显示器，它可以与实用计量仪表(电、燃气、水)以及其他家用设备启用的通信方式(例如使用 ZigBee、无线 MBus)通信。启用 ZigBee 时，它可以设置为充当协调器或路由器。这些通信功能使得它能够接收来自实用程序公司有关帐单、能源价格等方面的实时定制信息。

常见的无线通信有 ZigBee(802.15.4 2.4GHz，常用于美国)或无线 MBus(低于 1GHz，更常用于欧洲)。这类通信可以通过片上系统(MCU 和收发器)启用，或者由一个运行其它配置文件堆栈(与连接无线电收发器相连)的 MCU 组建，具体情况应视系统拓扑而定。在这两种情况下所涉及的硬件和软件均可由德州仪器 (TI) 和 TI 开发人员网络提供。高端 IHD 还可以选用现已上市的 WIFI 技术。

 

多种类别的 IHD 会因为可任选图形和信息功能而相互有所区别，这也将自然而然导致用户选择不同的嵌入式处理器：

成本优化的 IHD，如 MSP430 等微处理器通常用作主处理器：它针对超长耐用电池供电设计，完美地对闪存、处理能力和低功耗进行了综合的优化。它的集成度可实现与通信模块(使用 SPI 的 UART)或射频收发器的轻松连接。该系列产品中的部分成员可以通过片上 LCD 驱动器来驱动分段 LCD，并提供片上模数转换器;在未使用带集成控制器的显示屏时，可用于实施触摸屏功能。此外，多种输入/输出可通过编程来实施按钮的选项。对低于 1GHz 的解决方案，集成度可以采用 CC430 进行进一步优化，在一个低功耗射频片上系统中结合 MSP430 和低于 1GHz 的收发器，无需 LCD 分段控制器。为了获得超低待机电流以最大限度地延长锂离子电池的寿命，TI 提供 LDO 线性稳压器，待机电流低至 0.5μA。TI 针对超低输入电压，提供了降压/升压 DC/DC 稳压器，其非常适合通过电池(包括 1 至 3 节碱性、镍镉或镍氢电池)给 MCU 供电。从电压低至 0.7V 的电池给 MCU 供电，再加上高效率，这些稳压器能够延长电池充电的使用时间，从而增加应用的运行时间。

中端 IHD - 如果需要更高的处理能力，而且如果开发人员寻求更加高级的图形库，TI Stellaris Cortex M3 微处理器产品系列可提供大量引脚至引脚存储器选项、接口选项以及加密解决方案，是您的不二之选。该系列产品配备嵌入式图形库，通过 Stellaris Ware Software 提供。TI 根据成本有限或要求最高效率等系统限制，可提供优化的产品来为 Stellaris MCU 系统供电，其中包括能够用标准 24V 直流线路为 MCU 供电的高输入电压稳压器，其常用于住宅门铃和安全系统。

高端 IHD - 为了支持更多需要 Linux 等操作系统的交互式选项，处理能力和接口等因素将致使用户选择ARM9 Sitara 微处理器，如 AM1808。该 MPU 提供了完全集成的 LCD 控制器单元，并为实施提供了多种软件库。为达到一定功率，这些器件需要 1.2V 稳压核心、1.8 V 和 3.3V 电压。此外，定序电源结构正在成为高性能 DSP 系统的常规配置。主要用于充电或上传多媒体内容的高端显示器上也可以找到USB 接口。TI 为这些类型的高功率多轨系统提供了完整的低成本、集成电源管理解决方案。