基於 STCOMET 智能電錶和電力通信整合IC的智能電表解決方案

智慧型電錶(Smart meter),是一種新型的數位電度錶。它會精確的標示出用電量,並透過網路回報資訊。它可以成為智慧電網的一部份。最早用於電度表,目前已被應用到水錶與瓦斯表上。智慧電表現在主要建立在AMI電網架構之上,資料可上傳回電力公司,用以協助電源管理,電費管理,故障管理 ;無論在人力成本,電力成本等相關營運上更有效率。 目前智慧電表傳輸模式可分為PLC電表、GPRS和3G/LTE,等向上(回後台)傳輸方式;而近日又衍伸出 M-BUS傳輸,可用於連接其他如水錶,天然氣表等智慧裝置,甚至可連結回家中備有M-BUS的智慧裝置。

EVLKSTCOMET10-1 是意法半導體基於ST智能電錶和電力通信整合IC: STCOMET 的智能電表解決方案。 STCOMET10 是一款集成了靈活電力通信 (PLC) 調變解調器(MODEM)、完全嵌入式模擬前端 (AFE) 和線路驅動器、高性能 3 通道計量功能和 Cortex®-M4 應用內核的單晶片。該方案由三個模塊組成:STCOMET 主板、LCD 模塊和基於 VIPER26H 的電源板。

具有 PLC 連接性的完整單相智能電錶。計量和應用功能的性能可以與PLC發送和接收性能一起達成。PLC 線路耦合接口允許 STCOMET 設備使用高達 500 kHz 的任何窄帶 PLC 調製(單載波或 OFDM)在交流電源線上發送和接收,主要用於自動抄表 (AMR) 應用。PLC 線路耦合起始設定針對 G3-PLC (ITU G.9903) 和 PRIME (ITU G.9904) CENELEC A 波段協議標準。通過一些 BOM 修改,STCOMET 開發套件可以調整以適應 CENELEC A 波段或 FCC 波段中的其他窄帶 PLC 協議(例如:S-FSK IEC61334-5-1、IEEE 1901.2、G3-PLC FCC、METERS和更多)。如有必要,可針對不同的外設配置,設計和放置特定客戶的模塊而不是 LCD 模塊。

STCOMET 是一種集成窄帶電力通信的整合IC,具有(NB-PLC) 調變解調器,高性能應用核心和計量功能。PLC 調變解調器架構是針對 EN50065、FCC、ARIB合規的 PLC 應用程序。與應用程序核心一起,它使 STCOMET 能夠支持PRIME、G1、G3、IEEE 1901.2、等窄帶PLC協議規範。計量子系統(metrology sub-system)適用於 EN 50470-1、EN 50470-3、IEC 62053-21、IEC62053-22 和 IEC 62053-23 的 class1、class0.5 和 class0.2 交流計量應用

方塊圖如下



STCOMET 智能電表解決方案可與多種 PLC 協議一起使用,並以不同的方式使用應用場景。 每個協議都有一個完整的工具集。可用的軟件包如下:

  • PRIME v1.3.6
  • PRIME v1.4
  • G3-PLC 獨立
  • G3-PLC RTOS 應用框架

 

每套包括:

  • 協議程式庫的binary檔
  • 應用程式原始碼
  • 特定的 PC GUI 可輕鬆評估協議功能和性能
  • 文件檔(使用手冊、應用手冊)。

EVLKSTCOMET10-1 帶有預編程的基本 RTOS 框架, 這個基本框架可以通過專用的 Smartgrid LabTool PC 應用程序進行固件升級, 有PC端的方便的圖形化使用者介面應用程式 輕鬆做設定

https://www.st.com/en/embedded-software/stsw-sgkitgui.html

 

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►場景應用

►開發系統

►核心技術優勢

• 主功能加MCU的整合晶片 • 支援多種 PLC 協議及多種交流計量應用 • 緊湊且優化的設計,以適應實際儀表的尺寸。 • PC端的方便的圖形化使用者介面應用程式 輕鬆做設定

►方案規格

• 基於STCOMET智慧電錶系統的全單相表解決方案 • 完整的電力線路通信 (PLC) 參考設計,適用於在 CENELEC、ARIB 和 FCC 頻段中實施多個 PLC 協定 • 符合 EN 50470-1、EN 50470-3、IEC 62053-2x 的計量,最高可達class 0.2級 • 電源電壓和輸入/輸出電流多達 3 個獨立測量通道 • 兩個用於主動和反應能量信號的 LED • ARM 32 位元皮質-M4F CPU 嵌入 STCOMET 設備中,用於系統管理和應用程式主機控制器 • 86 個可用的 GPIO、通用 LED、按鈕和帶狀模組上的 LCD • EVALSTPM34擴展數位連接器可做三相計量 • 基於ST L2293Q的單極和雙極繼電器的繼電器驅動電路 • 基於 ST VIPER26H 隔離返馳式(isolated flyback)設計的離線切換模式電源(可選的 8 - 15 V 輸入可用於實驗室測試) • 適用於 CENELEC EN50065 和 FCC 第 15 部分合規應用程式。

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