毫無(wú)疑問(wèn)，智能計(jì)量市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)將持續(xù)數(shù)年。雖然美國(guó)和歐洲的公用事業(yè)繼續(xù)向國(guó)內(nèi)，商業(yè)和工業(yè)客戶推廣，但其他地理區(qū)域已經(jīng)效仿。

智能計(jì)量的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是能夠讓消費(fèi)者觀察他的能量消耗。在我們能夠明顯看到我們的行動(dòng)對(duì)我們的行動(dòng)的影響時(shí)，鼓勵(lì)在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的運(yùn)動(dòng)，例如使用低能耗燈泡，關(guān)掉燈和不使用的器具，以及選擇節(jié)能產(chǎn)品，都可以更加有效。能源消耗，更具體地說(shuō)，可以節(jié)省多少錢。

雙向通信和有效的用戶界面是這里的關(guān)鍵因素，為消費(fèi)者和公用事業(yè)公司提供消費(fèi)信息，并向消費(fèi)者保證持續(xù)有效的運(yùn)營(yíng)。 LED指示燈和字母數(shù)字顯示屏是讓消費(fèi)者了解情況的主要手段。同時(shí)，智能電表必須便宜，低功耗，不引人注目，以及準(zhǔn)確可靠。 LED指示燈不僅滿足這些限制，而且通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)可以出奇地實(shí)現(xiàn)多功能性。

智能電表中使用的典型設(shè)備包括Lumex Opto的QuasarBrite閃爍LED和Dialight的605和558系列RGB LED。將對(duì)驅(qū)動(dòng)器的選擇給予一些考慮，例如德州儀器（TI）的LP3943/4，以及關(guān)于如何保持設(shè)計(jì)低功耗的一些指示。

市場(chǎng)增長(zhǎng)

市場(chǎng)研究公司MarketsandMarkets表示，全球智能電表市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2010年的43.8億美元增長(zhǎng)至2016年的152.61億美元，估計(jì)復(fù)合年增長(zhǎng)率接近21％。主要市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素是國(guó)際動(dòng)機(jī)，主要是由于政府要求減少全球能源消耗，特別是溫室氣體排放的壓力。進(jìn)一步融入“智能電網(wǎng)”和智慧城市項(xiàng)目，正在刺激北美和歐洲的進(jìn)一步增長(zhǎng)。報(bào)告稱，澳大利亞，新西蘭，印度和中東的需求也在增加。

雖然智能電表概念的范圍涵蓋電力，燃?xì)夂退南模珳y(cè)量用電量是主要應(yīng)用。智能電表通過(guò)遠(yuǎn)程抄表設(shè)備間接地通過(guò)公用事業(yè)公司減少能源消耗。當(dāng)然，公用事業(yè)進(jìn)一步受益于在運(yùn)營(yíng)方面和客戶賬單方面的顯著成本節(jié)省，消除了對(duì)估計(jì)賬單的需求。

能源使用也可以直接減少，因?yàn)樽艨梢愿恿私馑麄兊膶?shí)時(shí)消費(fèi)，并通過(guò)簡(jiǎn)單的手勢(shì)節(jié)省成本，例如在不使用時(shí)拔掉手機(jī)充電器，或改變習(xí)慣，例如在非高峰時(shí)段使用電器。這是智能電表的一大優(yōu)勢(shì)，通過(guò)非常明顯且易于理解的用戶界面最有效地實(shí)現(xiàn)。激勵(lì)消費(fèi)者轉(zhuǎn)移設(shè)備使用以節(jié)省資金將對(duì)公用事業(yè)公司產(chǎn)生重大影響，從而降低峰值能耗。

圖1：Itron Sentinel智能電表是典型的設(shè)備，可替代傳統(tǒng)的模擬電表。

智能但小巧

智能電表本身必須是相對(duì)較小，簡(jiǎn)單，低成本的設(shè)備，堅(jiān)固，可靠，防篡改。有些設(shè)計(jì)用于直接替換舊的模擬儀表（參見(jiàn)圖1）。有些是定制設(shè)計(jì)，以滿足特定的外形要求（見(jiàn)圖2）。智能電表安裝在能源供應(yīng)進(jìn)入房屋的地方附近，這通常不是戶主查看消費(fèi)數(shù)據(jù)的理想位置。然而，儀表通常具有數(shù)字顯示器和多個(gè)LED。

圖2：Landis和Gyr E470專為英國(guó)市場(chǎng)設(shè)計(jì)，由英國(guó)天然氣公司和蘇格蘭電力公司等公用事業(yè)公司安裝。

通常，LCD用于顯示信息，包括實(shí)時(shí)能耗，一段時(shí)間內(nèi)的消耗，資費(fèi)和計(jì)費(fèi)信息，以及儀表配置和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。前面板LED指示燈還可用于表示消耗的能量，通信狀態(tài)，操作狀態(tài)，以及警告用戶錯(cuò)誤或其他因素。

智能電表的一個(gè)有用配件是智能能源監(jiān)控器。公開(kāi)市場(chǎng)上有各種各樣的消費(fèi)設(shè)備。一些公用事業(yè)公司正在提供智能能源監(jiān)控器以補(bǔ)充其智能電表。當(dāng)安裝多個(gè)智能電表（電氣，燃?xì)?，水）時(shí)，它們特別有用，并且可以輕松集成到家庭自動(dòng)化集線器中。監(jiān)視器通常包括傳感器，發(fā)射器和顯示器。有些裝置配有一個(gè)傳感器，可以固定在儀表的電源線上，以測(cè)量電流。其他人使用光學(xué)/LED傳感器從智能電表本身收集數(shù)據(jù)，這用于精確計(jì)算能源使用情況。然后將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)斤@示單元。優(yōu)點(diǎn)是顯示器可以放置在家中的任何位置，并且可以顯示使消費(fèi)者更容易理解的信息。同樣，用戶界面通常是由LED指示器補(bǔ)充的LCD。

圖3：LCD和LED指示燈的組合是智能能源監(jiān)控器中的典型用戶界面，例如Watts Clever的此系統(tǒng)。

令人放心的簡(jiǎn)單

雖然彩色數(shù)字液晶顯示器可以提供豐富的信息，即使在相對(duì)較小的空間內(nèi)，有時(shí)候簡(jiǎn)單的紅色或綠色LED是狀態(tài)指示器的最佳選擇?？焖贋g覽一下顯示發(fā)光LED的智能電表，可以確保設(shè)備正常運(yùn)行?？梢杂行У厥褂镁哂胁煌彰鲌D案的不同顏色的多個(gè)LED來(lái)提供各種信息。

從紅色到琥珀色到綠色的一系列LED可以提供指示使用電量的簡(jiǎn)單方法：從低到中等消耗的綠色到琥珀色燈，以及用于高能耗的琥珀色到紅色。 Eltako的FEA55LED無(wú)線能耗指示器（如下圖4所示）使用一系列十個(gè)紅色LED。一次點(diǎn)亮多達(dá)五個(gè)，LED亮度順時(shí)針?lè)较蛟黾?。如果超出預(yù)設(shè)范圍，則最后一個(gè)LED閃爍。根據(jù)環(huán)境光線水平，結(jié)合光傳感器來(lái)控制LED亮度。

圖4：Eltako的FEA55LED無(wú)線能耗指示器使用一系列十個(gè)紅色LED。

閃爍LED廣泛用于智能電表：眨眼越快，消耗的電量就越多。對(duì)于轉(zhuǎn)換為kWh的配置脈沖，可以非常精確地校準(zhǔn)設(shè)備，以提供精確的消耗數(shù)據(jù)。從這種類型的LED安裝中，包含光傳感器的智能能量監(jiān)視器可以獲取其數(shù)據(jù)。

雖然恒定的LED可以指示設(shè)備正在工作，但閃爍的LED可以指示錯(cuò)誤。某些設(shè)備使用琥珀色/黃色LED指示GSM信號(hào)強(qiáng)度，或顯示設(shè)備何時(shí)從基站發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

Panelware

領(lǐng)先的LED設(shè)計(jì)和制造公司Lumex提供經(jīng)典的“交通信號(hào)燈”閃光LED系列，非常適合用作家電和智能電表的面板指示燈。 QuasarBrite系列中的LX5093系列有紅色，黃色和綠色。紅色版本提供各種亮度選項(xiàng)，從5到600 mcd。綠色和黃色均指定為20 mcd典型值。

從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，閃爍功能不需要額外的驅(qū)動(dòng)器，并且可以在很寬的電壓范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)器件。這些通孔徑向引線LED具有60°視角，在-40至100°C的工作溫度范圍內(nèi)，額定壽命至少為50，000小時(shí)。

LX5093BRSD是200 mcd紅色閃爍LED，峰值波長(zhǎng)為660 nm。 LX5093BGD是20 mcd綠色閃爍版本，峰值波長(zhǎng)為565 nm。

Dialight還提供面板安裝指示燈LED。 605系列包括5 mm卡入式LED，適用于主電源和遠(yuǎn)程電源指示，狀態(tài)指示器以及各種儀表應(yīng)用中的維護(hù)和警告指示。 605-2111-110F是一款嵌入式紅色設(shè)備，額定亮度為38 mcd。還提供綠色和黃色版本。壽命通常為100，000小時(shí)，不產(chǎn)生熱量，功耗低，僅消耗15 mA。

558系列需要3.9 mm安裝孔的小型卡入式LED?；贏lInGaP或InGaN技術(shù)，對(duì)于高亮度應(yīng)用，該系列包括雙色版本和帶有集成電阻的器件。 558-0102-001F是一款紅色LED，具有直接端子，60°視角和29 mcd亮度等級(jí)。 558-0202-007F是綠色版本之一，額定值為19 mcd，具有60°視角，以及用于焊接安裝的引線。

駕駛燈

通過(guò)德州儀器（TI）的LP3943 LED驅(qū)動(dòng)器等專用設(shè)備可輕松實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED以提供閃爍，調(diào)光和開(kāi)/關(guān)指示效果。該器件能夠獨(dú)立驅(qū)動(dòng)多達(dá)16個(gè)RGB或單色LED，內(nèi)置精密振蕩器，可提供驅(qū)動(dòng)每個(gè)LED所需的所有必要時(shí)序。兩個(gè)預(yù)分頻器寄存器和兩個(gè)PWM（脈沖寬度調(diào)制）寄存器可提供多種占空比控制。

該器件與SMbus/I2C應(yīng)用兼容。每個(gè)引腳的最大輸出吸收電流為25 mA，每個(gè)封裝為200 mA。任何不用于控制LED的端口都可用于通用I/O擴(kuò)展。

還提供用于驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED的等效設(shè)備LP3944。

下面的圖5顯示了LP3943的典型應(yīng)用電路。請(qǐng)注意，在許多應(yīng)用中，LED和LP3943共用相同的VDD。當(dāng)LED熄滅時(shí)，LED引腳的電位低于VDD，從而產(chǎn)生額外的電源電流。為盡量減小此電流，建議將LED引腳保持在等于或大于VDD的電壓。 TI的LP3943數(shù)據(jù)表建議了幾種在LED關(guān)閉時(shí)降低IQ的方法。2

圖5：德州儀器（TI）的LP3943多LED驅(qū)動(dòng)器的典型應(yīng)用電路。它可以很容易地應(yīng)用于在智能儀表或能量監(jiān)視器中以各種照明配置驅(qū)動(dòng)一系列彩色LED。

省電

鑒于安裝智能電表的主要?jiǎng)訖C(jī)是節(jié)省能源，低功耗運(yùn)行是必不可少的功能也就不足為奇了。 LED指示燈比霓虹燈或替代技術(shù)使用的能源要少得多，但低功耗設(shè)計(jì)仍然是一個(gè)重要的限制因素。 LED的常用節(jié)能方法是LED脈沖驅(qū)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)電路多路復(fù)用。多路復(fù)用技術(shù)通過(guò)將LED光陽(yáng)極和陰極分組在一起，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并減少了元件數(shù)量。

同時(shí)，脈沖驅(qū)動(dòng)提供一系列短電脈沖來(lái)照亮發(fā)光二極管或陣列。脈沖驅(qū)動(dòng)可用于減少占空比，使LED能夠比正常操作消耗更少的能量。這在電池供電設(shè)備或依賴于能量收集技術(shù)的設(shè)備中特別有用。另一個(gè)好處是減少了散熱。

根據(jù)應(yīng)用的不同，應(yīng)該考慮LED的運(yùn)行。例如，當(dāng)系統(tǒng)處于可見(jiàn)或可聽(tīng)見(jiàn)的活動(dòng)狀態(tài)時(shí)關(guān)閉LED可能更合適，然后當(dāng)不使用時(shí)，LED被點(diǎn)亮以警告系統(tǒng)或特定功能不再可操作。如有必要，單個(gè)LED可以輕松保持照明數(shù)月。

在其他應(yīng)用程序中，提供“部分打開(kāi)”狀態(tài)而不是“關(guān)閉”狀態(tài)可能更有用。這用作連續(xù)指示燈的一種形式。即使使用極端節(jié)能方法，LED通常也可以繼續(xù)為特定系統(tǒng)模式的基本指示提供足夠的光，而不會(huì)耗盡電池。此外，脈動(dòng)或閃爍的LED陣列僅保持開(kāi)啟僅幾分之一秒，不僅可以是更有效的指示器，它甚至比連續(xù)點(diǎn)亮?xí)r使用更少的功率。 LED的性質(zhì)意味著脈沖操作不會(huì)像傳統(tǒng)照明系統(tǒng)那樣降低設(shè)備的性能。它耗電更少，甚至延長(zhǎng)了LED的使用壽命。