MCU在表计上的应用.pptx

表计发展历程 在政策引领支持、市场需求和技术发展的全面推动下，智能表计市场高速发展。目前我国表计市场仍处于传统机械表和智能表共存的局面，并且水、电、气、热四大智能表的发展程度也各不相同。而在表计智能化前进的的浪潮中，MCU是其智能化发展重要的一环。 智能表计的演进 90年代8位单片机（MCU）开始应用于表计行业，同时随着电力线载波技术、GPRS通信技术和NFC技术的出现和发展，能够实现联网通信、远程抄表和刷卡支付的智能表计产品也开始在市场崭露头角；表计产品功能多样化和智能化，对MCU产品的外设资源、存储资源和处理能力提出了更高的要求，16位和32位MCU产品开始逐渐被应用在表计产品上；2016年以来NB-IoT技术的高速发展，为智能水表和智能燃气表的快速发展带来催化剂， 智能表计的演进 电池供电和6年以上设备寿命等产品需求又对MCU提出了低待机功耗和低运行功耗的要求，低功耗MCU产品成为表计行业MCU产品选型的关键指标。另一方面，设备的联网通信对MCU的安全加密能力也提出了要求。当前，低功耗、高性能、高安全的MCU产品已经成为了表计行业MCU选型的基本要求，特别是随着国产MCU厂商产品技术的发展和提升，国产MCU产品开始广泛应用到智能表计行业。 智能电表 一、电表行业经历了机械式电表、普通电子式电表、预付费电表以及基本普及完成的智能电表阶段。2020年国网及南网发布智能物联表、智能网关终端技术规范，进入新一代智能电表时代。随着电表的演进，对MCU的需求也在不断提升。 二 、最早在2009年智能电表普及开始，8位/16位MCU在电表行业得到普遍应用；随着国网13标准的发布以及对电表可靠性、软件功能要求增加，8位/16位MCU已逐渐无法满足产品需求，2016年左右的时候，智能电表MCU内核逐步升级到32位ARM Cortex-M0+内核，目前已全面覆盖国网和南网智能电表；随着2021年新一代智能物联表技术规范的实施，电网企业对智能物联表管理芯（MCU）的运算速度、处理能力、存储容量、外设拓展和工作寿命等方面提出更高的要求，MCU的内核升级到了M4、M33。 智能电表 智能水气表 1990—2000年水气表主要还是机械结构；2000~2010年水气表计开始电子化，主要类型是卡表，8/16位MCU为主，对MCU的关键需求是超低功耗；2010~2020年，有线或者无线的远程抄表功能的水气表MCU还具有更多专用外设，32位MCU逐渐成为主流，并且集成了LCD驱动等更多功能；2020年后，功能更多的物联网表计开始出现，这个阶段的MCU除了超低功耗、高度集成之外，还要更大容量以便容纳和运行更复杂的操作系统、通信协议和APP应用。 水表、气表框图 表计行业的未来前景 一、需求量大 电、水、气热表是涉及公用事业的刚性需求，表计行业尤其是电表行业生态圈较为稳定，产品的迭代升级较其他行业较为稳定。近几年国网的电表招标量在7000万只左右，国内智能燃气表需求量近6000万台，2019年国内智能水表产量约3000万只。 民生需求这个特点决定了表计产品的同时表计类产品不容易出现颠覆性的改变，或者被其他类别产品替代而消失，对于MCU厂家前期投入的长期变现有一定保证。表计行业有其稳定的轮换周期及用量需求，行业的波动起伏不大，受经济大环境影响较小。 表计行业的未来前景 一、表计行业具有较高的技术门槛 表计行业作为一个专有的应用行业，兼具消费行业和工业行业的一些特性，既具备消费行业广泛的市场前景，同时又具有工业行业对MCU产品的稳定性、可靠性的更高要求。同时，智能表计行业也是联网化比例较高的一个应用场景，对MCU产品的功能、性能、可靠性、低功耗等要求也更高。 相比可穿戴、智能家居、消费电子类等行业，表计行业需要MCU 365天、24小时全天候持续稳定运行，并且需要长期运行10~16年，这个对MCU的可靠性和稳定性有很高的要求，这也可以理解为表计行业有较高的技术门槛。所以能做好表计行业的MCU，对于在其他行业扩展业务有天然的技术优势。尽管表计行业竞争激烈，也仍然吸引多家MCU企业参与，进入表计行业对MCU厂商来说也是自身实力的证明。表计需要解决三大主要挑战：超低功耗技术、高可靠性的品质、丰富的产品线。 表计对MCU的需求 一、智能电表 1.现阶段国内智能电表的智能化水平较高，对MCU处理能力、稳定性、安全性的要求相对也较高。目前电表产品需要数据分析、采集、通信等功能，同时通信方式也多样化，电力线载波通信、4G通信、NB-IoT通信、CAT.1通信等均有应用。除了段码屏显示驱动的要求外，还需要MCU产品具备更好的处理性能、更高精度的ADC模块和更大的存储空间，后面还有要求