智能電表大大提高了公用事業(yè)公司和消費(fèi)者用電效率的能力，使得其備受市場關(guān)注，目前也是全球主要增長的應(yīng)用市場之一。智能電表市場價值估計(jì)為127.9億美元（2017年），預(yù)計(jì)2017-2022年增長率將達(dá)到9.34％。

有趣的是，第一臺智能電表是20世紀(jì)70年代在互聯(lián)網(wǎng)時代之前開發(fā)的，直到20世紀(jì)90年代中后期美國國家能源政策法案和全球范圍內(nèi)類似的公用事業(yè)放松管制措施，智能電表才真正起飛。廣泛的放松管制為公用事業(yè)公司建立了市場驅(qū)動的定價環(huán)境，迫切需要公用事業(yè)公司了解客戶的能源消耗率，以降低成本，因此對智能電表的關(guān)鍵需求誕生了。

現(xiàn)代智能電表通過通信網(wǎng)絡(luò)記錄和報告電力，燃?xì)?，水或加?/span>/制冷的消耗。通過實(shí)時獲得此級別的消耗細(xì)節(jié)，公用事業(yè)公司可以降低成本，同時提高客戶滿意度，從而使部署智能電表成為任何類型公用事業(yè)公司的寶貴投資。智能電表也在幫助達(dá)到許多國家設(shè)立的氣候目標(biāo)方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

好處是顯而易見的，但從設(shè)計(jì)師的角度來看，計(jì)量技術(shù)的類型是巨大的，需要詳細(xì)了解市場。以下將詳細(xì)介紹智能電表的類型以及其技術(shù)需求，為開發(fā)人員勾勒更完整的智能電表市場及技術(shù)發(fā)展境況。請點(diǎn)擊“閱讀原文”至Silicon Labs中文社區(qū)觀看全文。

電表類型

最常見的智能電表類型使用單向傳輸通信，稱為自動抄表（AMC）。這些儀表已經(jīng)通過廣域網(wǎng)（WAN）運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了無線功能的全自動化。

先進(jìn)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施（AMI）計(jì)量器：通過雙向通信網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠產(chǎn)生讀數(shù)，還能控制計(jì)量器和設(shè)備，并允許公用事業(yè)公司連接或斷開客戶的連接; 監(jiān)測和預(yù)測使用情況，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)運(yùn)行; 并啟用軟件和安全更新。

傳統(tǒng)的計(jì)量設(shè)備曾用于最早的智能電表中，但今天幾乎所有新型智能電表設(shè)計(jì)都使用電子設(shè)備，在行業(yè)中被稱為靜態(tài)電表。電表可能是大多數(shù)人在聽到智能電表這一術(shù)語時所想到的，并且有兩種主要的電表。

電流互感器（CT）：其為最初的電表，盡管現(xiàn)在存在多種基于MCU的電表，這些電表不存在與基于變壓器的電表有關(guān)的問題，例如易受大電流飽和的傾向以及易受篡改。

熱成本分配器（HCA）：其為歐洲和城市地區(qū)廣泛部署的一種更受歡迎的智能電表類型。這些儀表通常用于多租戶住宅和商業(yè)建筑，并且可以實(shí)現(xiàn)共享供熱系統(tǒng)的公平成本分配，為租戶提供與供熱系統(tǒng)使用量成比例的加熱費(fèi)用。這種儀表受到了節(jié)能主義者的歡迎，因?yàn)樗膭钣脩艚档湍芎摹?/span>

家庭顯示器（IHD）：此為另一種理想的計(jì)量方式，而IHD在北美GB智能能源計(jì)劃的家庭中也很常見。這些設(shè)備與家中的智能電表有無線連接，通常使用Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來顯示不同的累計(jì)和實(shí)時使用率。

通信技術(shù)

嵌入式設(shè)計(jì)人員并不感到意外，在設(shè)計(jì)智能電表時有許多通信技術(shù)可供選擇。

典型的安裝使用具有星形或網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的Sub-GHz網(wǎng)絡(luò)（FAN），但另一種流行的選擇是使用具有直接內(nèi)置于儀表的M2M，3G或4G的M2M連接的設(shè)備。新的窄帶物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)提高了該方法的功率和性價比，創(chuàng)造了許多未經(jīng)許可的低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)提供商。

另一個主要的通信網(wǎng)絡(luò)是基于Zigbee的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（HAN），該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在英國超過2300萬個家庭中部署. HAN儀表有一個內(nèi)置的Zigbee，并帶有一個IHD。

盡管主要受功率限制，Wi-Fi，藍(lán)牙和Z-Wave無法在智能電表部署中找到。但使用多協(xié)議SoC的2.4 GHz無線電，例如Silicon Labs Mighty Gecko，Bluetooth Low Energy是一個可行的選擇。

電源

電源不是電表的問題，因?yàn)樗鼈冇凶约旱碾娫?，但電力成為供熱，燃?xì)夂退淼年P(guān)鍵問題。近年來專為智能電表開發(fā)了專用鋰電池 - 長達(dá)近20年 - 但并非所有市場都接受這些電池。中國就是一個很好的例子，因?yàn)樗枰檬聵I(yè)客戶每隔12-18個月更換雙AA電池。

最大限度地延長電池使用時間是智能電表設(shè)計(jì)的重要組成部分，使底層技術(shù)組件成為創(chuàng)建高性能智能電表的關(guān)鍵，這些電表不受電源限制。

無論智能電表采用何種電子設(shè)計(jì)，智能電表都將繼續(xù)證明其價值，作為公用事業(yè)高效運(yùn)行，消費(fèi)者節(jié)省資金以及全社會減少環(huán)境足跡的高效方式。