晶振在“智能三表”中的應用
一、“民用三表”的智能化與趨勢
“民用三表”通常指的是家庭中使用的水表、電表和燃氣表。這三種表具在日常生活中扮演著重要的角色,涉及到家庭的水、電、氣的使用和計量。水表用于測量家庭用水量;電表用于測量家庭用電量;燃氣表用于測量家庭燃氣使用量。
“民用三表”的準確性直接關(guān)系到家庭的經(jīng)濟利益和安全。隨著科技的發(fā)展,一切都在朝著智能化發(fā)展,計量表也不例外。相較于傳統(tǒng)的“民用三表”,“智能三表”(智能水表、智能電表、智能燃氣表)具備更多樣性的功能,使得用水、用電和用氣的管理更加便捷高效,為家庭和社會帶來更好的經(jīng)濟效益和安全保障。
類型 | 作用 |
智能水表 | 1、遠程抄表:通過無線網(wǎng)絡(luò)將用水數(shù)據(jù)實時傳輸只數(shù)據(jù)中心,實現(xiàn)遠程抄表 |
2、數(shù)據(jù)分析:記錄與分析用水數(shù)據(jù),檢測異常用水情況 | |
3、智能控制:遠程控制開關(guān)閥門,實現(xiàn)只能調(diào)控 | |
智能電表 | 1、高精度計量:相較傳統(tǒng)電表精度更高,能夠測量實時用電量 |
2、負荷管理:監(jiān)測電器用電情況,幫助合理安排用電 | |
智能燃氣表 | 1、安全監(jiān)測:具備漏氣報警功能,檢測到異常燃氣濃度時自動關(guān)閉閥門 |
2、遠程控制:支持遠程控制開關(guān)閥門,保障使用安全 |
隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快、農(nóng)村水務的發(fā)展以及城市水務信息化改造的加速推進,智能水表行業(yè)的政策環(huán)境日益向好,推動了市場的快速增長。預計到2027年,我國智能水表行業(yè)市場規(guī)模有大幅上漲。同時由于國家對計量表具有定期輪換要求,近期已進入密集更換期,預計在未來幾年智能計量表具的市場可能達到百億級。
二、晶振在“智能三表”中的作用
晶振(晶體振蕩器)能夠發(fā)送穩(wěn)定、精確的時鐘信號,在“智能三表”的電路設(shè)計(MCU、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、傳輸模塊等)中扮演著重要的角色,確保了數(shù)據(jù)的準確性與通信的同步性。例如實時時鐘RTC模塊中必須配備一顆32.768KHz的晶振;MCU主控模塊常規(guī)配置24MHz、24.576MHz的晶振等。
智能電表組成模塊示意圖
晶振在“智能三表”中的具體功能包括:
功能 | 作用 |
計時功能 | 晶振為“智能三表”中的計量芯片提供時鐘源, |
用于精確計時,從而保證計量的準確性 | |
數(shù)據(jù)傳輸 | “智能三表”通過無線網(wǎng)絡(luò)(如LoRa、NB-IoT)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸, |
晶振用于保證通信模塊的穩(wěn)定頻率,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?/td> | |
低功耗設(shè)計 | 在智能水表和燃氣表中,通常需要較長時間的電池供電, |
低功耗晶振可以幫助實現(xiàn)減少系統(tǒng)設(shè)計的功耗,延長電池壽命。 | |
其它 | 提供穩(wěn)定、精確的時鐘同步信號 |
”智能三表“的電路設(shè)計需要晶振發(fā)出的時鐘信號進行同步,若時鐘信號的準確性或穩(wěn)定性不足,可能導致遠程數(shù)據(jù)傳輸丟失或數(shù)據(jù)計量不準,對居民的經(jīng)濟利益與安全帶來較大影響。因此“智能三表”對晶振有較高要求,常規(guī)設(shè)計要求晶振精度≤±10PPM,部分應用甚至要求晶振精度≤±5PPM;同時對晶振的工作溫度、可靠性、老化率等也都有一定的性能要求,確保計量設(shè)備在各種環(huán)境下都能夠穩(wěn)定運行。
晶振作為“智能三表”中的關(guān)鍵元件,為其提供了穩(wěn)定的工作環(huán)境,確保了計量的精度、數(shù)據(jù)通信的可靠性。這些技術(shù)的結(jié)合推動了傳統(tǒng)表具向智能化、數(shù)字化的方向發(fā)展,是智慧城市建設(shè)的重要組成部分。
三、YXC推薦“智能三表”解決方案
“智能三表”常用頻點:32.768K、8M、12M、16M、24M、24.576M、25M、38.4M等
基于“智能三表”對時鐘設(shè)備的要求推薦以下YXC晶振解決方案:
· 32.768KHz諧振器
目前“智能三表”方案主流采用的是封裝為3.2*1.5的貼片式或封裝為2.0*6.0的插件型的32.768KHz諧振器。針對智能計量器的實際應用需求,YXC同時提供封裝為3.2*1.5的貼片式 32.768KHz產(chǎn)品YST311S,在保持高性能參數(shù)的同時降低了生產(chǎn)成本,具備更高的性價比。
YST311S產(chǎn)品示意圖
· MHz諧振器
“智能三表”應用中MHz諧振器主要采用3225尺寸,部分有小型化2016、2520需求
· CMOS振蕩器
智能化要求更高的“智能三表”,對時鐘頻率設(shè)備有更高的要求,需具備高精度、高穩(wěn)定性??梢酝ㄟ^定頻或預編程振蕩器滿足設(shè)計需求。
針對如計費電表等有高精度需求的應用,YXC提供RTC產(chǎn)品YSN8025,該產(chǎn)品為高精度RTC(精度為±3.4ppm),同時內(nèi)置32.768KHz晶振,為高精度計量應用場景提供解決方案。
YSN8025產(chǎn)品示意圖