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      “跑冒滴漏”时代即将终结,TI全新超声波MCU让水表更加智能

      时间:2017-12-09 14:50:24 来源:河北鑫亿华仪表有限公司

           智能化已成为当前水表行业大的发展方向。目前,超过80%的美国供应商已投资或计划投资智能水基础设施,以提高运营效率并减少水损失。由于不适当和不准确的感测和测量,水务公司配送的供水损失高达30%。这其中很大一部分的原因是水表计量的问题造成的,所以把水表做得更精致、更智能化是水务公司很迫切的需求。
            整个水表智能化市场潜力非常巨大,据报告显示,全球智能水网络市场的营收将从2016年的26亿美元增长到2025年的72亿美元,成长速度非常快。
            一方面,推出了能够把水计量的测量精度提高到超声波的、全新的基于MSP430的SOC。此外,水务公司,特别是小型水务公司,如果对现有水表进行完全更换将是一个巨大的投入,因此,新的参考设计能够在现有水表基础设施上增加一些通信的功能,实现自动抄表或实时监测水网运行状况的通信功能。
            自来水公司希望通过新产品提高水测量的精度,测量方式从现在通过机械叶轮转动的圈数、传统的机械表方式到全电子的基于超声波测量的方式。超声波测量水的计量方式有非常明显的优势:
            第一,精度高,可以达到±1%的精度。特别是在小流量的情况下,传统机械表可能已经没有办法计量,但超声波的计量方式依然可以工作。
            第二,和传统机械表相比,超声波是全电子的水表,没有机械叶轮,没有机械磨损,所以它的寿命非常长,维护成本、人工成本会得到进一步降低。因为超声波水表仅仅从成本上来讲,会比现在传统的机械水表单体成本贵,但考虑到它的维护和寿命长的话,总体对水务公司来讲运维成本会降低,这一点也是吸引现在的一些水公司希望转到超声波计量方面的很重要的因素。
            第三,超声波水表还能够实现各种水质或者水成分的检测,它能够给水务公司在水成分的分析上提供更有效的一种手段,提供额外的新功能。
            另外,它可以抗震动、抗辐射、抗红外干扰、抗电磁干扰。这种计量方式是一种全电子化的计量方式,再加上通信的功能,包括NB-IOT、LoRa以及无线M-BUS,再加通信的功能非常方便。这是在水表行业大的发展方向,提高现在测量的精度,超声波是一个非常好的发展路线。
            作为用于感应和测量的超低功耗MSP430 MCU产品组合的一部分,新型MSP430FR6047MCU系列使开发人员能够利用完整的波形捕获功能和基于模数转换器(ADC)的信号处理,为流量计增加更多智能特性。相较于竞争对手的器件,这种技术可以更准确地进行测量,零漂平均值为25皮秒或更低,标准差为32皮秒或更低,因此可以检测到低于1升/小时的流速。
            此外,集成的MSP430FR6047器件可以将水表系统组件数量减少50%,功耗降低25%,在不为电池充电的情况下,水表能够运行10年或更长时间。新型MCU还集成了一个用于高级信号处理的低能量加速器模块、256 KB的铁电随机存取存储器(FRAM)、液晶显示器(LCD)驱动器和计量测试接口。
      MSP430超声波感应设计中心提供一个全面的开发生态系统,开发人员可利用它在几个月内让产品上市。该设计中心提供快速开发和灵活定制的工具,包括软件库、图形用户界面(GUI)、带度量衡和数字信号处理(DSP)库的评估模块。
            目前,全球有15亿的水表分布到世界各地,进入千家万户。水务公司通常都是本地化的,规模远远小于电力公司。他们有把水表智能化的需求,但是他们面临的一个问题,如果对它的现有的、已经部署的水表做全面的智能的更换,其投入非常大。
      对他们来讲迫切要解决两个问题:
      1.减少人工,每个月要做的抄表的工作,如果在现有的水表上增加通信功能,可以减少抄表方面的人力成本。
      2.增加通信功能后,也能够实时监测水表的运行情况。所以,TI也看到特别是一些小的水务公司,他们希望在现在的独立式的水表上实现智能化,增加通信功能。

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