測量功能

　　以上是基本的儀表種類，幾乎每種儀表都必須提供以下一種或多種功能：

　　定量測量：因儀表種類有所不同，但是任何儀表的基本功能都是精準測量某物的數(shù)量。這些測量系統(tǒng)涵括極為廣泛的拓撲，僅僅舉出其中某些例子：溫度傳感器、水流傳感器、分流電阻器，隔離變壓器、電流互感器，以及計時系統(tǒng)等。

　　控制和校準：這也會因儀表的種類而有不同，一般都需要補償量測系統(tǒng)中的小變化。它們也能執(zhí)行諸如防破壞和服務中斷的功能。

　　通信：可用來配置儀表中的參數(shù)，并通過有線或無線連接，將儲存的數(shù)據傳送至主機。它也能被用來更新儀表的固件或其它操作特性。

　　電源管理：當電力下降時，低功耗和系統(tǒng)穩(wěn)定度便格外重要。在非電力線供電的測量應用中，要將功耗降至最低，并將電池服務周期延至最長，電源管理扮演相當關鍵的角色。

　　顯示：連接到低成本和低功率LCD及LED顯示器，用戶界面通常以七段式、字母數(shù)字或是矩陣顯示。多數(shù)情況下，用戶需要能直接從儀表看到使用量及費用。

　　同步：要可靠地將數(shù)據傳送至控制中心或其它收集系統(tǒng)，時鐘同步是相當重要的，如此才能支持諸如數(shù)據分析和精確計費等功能。這對于不穩(wěn)定的或是使用異步通信協(xié)議的無線網絡尤其重要。

　　節(jié)能源于超低功耗技術

　　在一些應用和市場中，儀表要受到低功耗要求的嚴格限制。比如：地下水表的服務周期為二十年甚至更久。對于這些應用，具有極低自放電率的特殊化學鋰電池，例如：亞硫酸二氯化鋰（Li-SOCl2），必須滿足長壽命的要求，很不幸地，相較于其它已建立市場地位的競爭產品，這些電池化學物太過昂貴了。

　　一個典型的“D”尺寸--Li-SOCl2電池具有介于16和19安培時的電容值。即使在量大時，每一安培時仍要花費50至75美分的不合理成本。然而，當我們全盤考慮長達二十年的服務周期，則穩(wěn)定的系統(tǒng)狀態(tài)所耗費的10mA電流，僅會讓儀表供應業(yè)者支出幾美元的電池成本而已。

　　10mA * 24 時/天 * 365 天/年 * 20 年 * $0.75 安培/時 = $1.31電池（亦即系統(tǒng)） 成本

　　儀表廠商每年生產運輸數(shù)百萬個儀表是很平常的，如此大量的智能儀表運輸清楚說明了針對計量系統(tǒng)最低功耗進行最優(yōu)化的重要性。

　　智能化儀表

　　當我們來看這些儀表的不同種類并比較它們的功能，我們發(fā)現(xiàn)對系統(tǒng)設計人員而言，核心能力和技術是構建各部件的關鍵所在。對任何嵌入式智能系統(tǒng)來說，微控制器是關鍵。在這些應用中，微控制器必須具備極低的功率，并集成實時時鐘、模數(shù)轉換器以及通信接口等功能。像集成的LCD控制器、循環(huán)冗余檢驗部件，或是加密引擎這樣更先進的特性可以進一步減少MCU的負荷，并使其能長時間處于低功率模式，如此便能降低整體系統(tǒng)功耗。

　　
圖2 Silicon Labs Si10xx無線MCU提供高集成度控制和無線互聯(lián)解決方案
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　　無線發(fā)射器、接收器和收發(fā)器在這些系統(tǒng)中越來越常見，其中重要特性包括高集成度、極低功率的操作、自低功率狀態(tài)中快速啟動、高接收敏感度（高于-118 dBm），以及無需外部功率放大器的高發(fā)射功率（高至20 dBm）。更先進的特性包括自動封包處理、集成型FIFO以及變頻和調變結構。

　　集成了MCU功能和無線收發(fā)器的無線MCU（見圖2）也能應用在智能儀表中。這些高集成度的單片設備能幫助減少BOM和系統(tǒng)成本，提供具有高性能無線連接的低功耗嵌入式控制方案。

　　實現(xiàn)下一世代計量系統(tǒng)的其它技術包括有線接入產品，例如可線性數(shù)據通信的調制解調器，提供網絡同步的時序解決方案，以及提供安全和數(shù)據保護的隔離產品。