各家通信方案大比較 - 與你詳談無(wú)線通信之智能電表

　　通信方案比較

　　目前國(guó)內(nèi)用得是RS485或者PLC載波通信方式。485通信需要另外布線，施工量太大，不方便大范圍實(shí)施；而載波通信目前國(guó)內(nèi)完全是窄帶的FSK載波，這也存著不少問(wèn)題，首先電力線的負(fù)載特性影響較大，容易造成通信信道的不穩(wěn)定不可靠，而且FSK載波方案的傳輸速率不夠，達(dá)不到實(shí)時(shí)通訊的要求。

　　目前中東和歐洲正在部署PRIME或G3的標(biāo)準(zhǔn)，這是一種OFDM的載波通訊方式，速率在20K-100K能夠保障實(shí)時(shí)通訊的要求，這也是很多公司在推的一種方案；而針對(duì)目前的FSK調(diào)制技術(shù)，也有一些改進(jìn)方案，以安森美半導(dǎo)體的S-FSK調(diào)制技術(shù)為例，針對(duì)電力線的特點(diǎn)，采用S-FSK和ASK自動(dòng)切換的方式來(lái)應(yīng)對(duì)最常見(jiàn)的窄帶干擾。一般情況下，PLC Modem工作在所謂S-FSK調(diào)制方式：兩個(gè)載頻分開(kāi)的較遠(yuǎn) （》10 kHz）。如果有窄帶干擾影響了某一個(gè)載頻，Modem還可以利用另一個(gè)載頻通信。此時(shí)Modem工作在ASK調(diào)制方式。下面我們具體來(lái)看各家的產(chǎn)品：

　　1） 飛思卡爾，針對(duì)OFDM、S-FSK兩種載波方式的MC13260通信芯片；

　　2）意法半導(dǎo)體，針對(duì)OFDM方式的芯片有ST7590，B-FSK方式的有ST7538Q、ST7540，S-FSK方式的有ST7570，以及針對(duì)B-FSK， B-PSK， Q-PSK， 8-PSK多種調(diào)制方式的ST7580；

　　3） 愛(ài)特梅爾，有針對(duì)OFDM以及完全兼容PRIME通信模塊的ATPL2xx系列；

　　4）美信，主要在推G3通信方案，產(chǎn)品型號(hào)是MAX2992，屬于業(yè)內(nèi)首款芯片；針對(duì)OFDM方式，美信也是業(yè)內(nèi)第一個(gè)推出相應(yīng)芯片的廠商，型號(hào)是MAX2990；

　　5） 德州儀器，基于C2000這個(gè)MCU平臺(tái)，可以靈活的為客戶定制針對(duì)SFSK，F(xiàn)SK、G3、PRIME、P1901.2 OFDM等標(biāo)準(zhǔn)的方案。與其他廠商采用ASIC專用芯片方式不同，德州儀器采用的是DSP方案。針對(duì)不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，用戶只要升級(jí)不同的軟件協(xié)議棧就可以推出相對(duì)應(yīng)的方案，而無(wú)需進(jìn)行硬件的更改。

　　無(wú)線方案中，各家基本以ZigBee為主，如飛思卡爾的MC13202、MC1322x，意法半導(dǎo)體的SPZB250、260等，德州儀器的CC2520/CC2530，以及CC2500/CC2550等，當(dāng)然很多MCU本身就SoC無(wú)線模塊在里面了，如STM32W等，這里就不再累贅了。

　　安全功能比較

　　個(gè)人認(rèn)為安全主要包括兩方面，一方面如何保證電表數(shù)據(jù)的安全，在掉電或其他情況下數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，如何能夠防止篡改；另一方面，如何保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩绾伪ＷC數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)個(gè)人用戶的一些隱私信息是否安全等等。

　　目前的智能電表中都有ESAM安全模塊，基本可以滿足上述要求。而各家半導(dǎo)體廠商又都有哪些方案和產(chǎn)品來(lái)確保安全呢，具體來(lái)看下：

　　1）在防篡改方面，飛思卡爾有多種傳感器可供選擇，如加速度傳感器NMA745xL，接近傳感器MC33941，壓力傳感器MP3V5004等；

　　2）意法半導(dǎo)體在RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）有專用的管理芯片M41ST87W；當(dāng)然一些MCU本身都帶RTC模塊，如飛思卡爾的MCF51EM256等等，也就不需要單獨(dú)的管理芯片了。

　　3） 德州儀器的ZigBee無(wú)線通信芯片是帶有AES128加密模塊的，而且其給用戶提供了多種加密算法，客戶可以靈活的選用和配置。

　　智能電表因?yàn)檎鲗?dǎo)比例較大，所以與其他領(lǐng)域相比增長(zhǎng)還是相對(duì)穩(wěn)定，這也是各大半導(dǎo)體廠商競(jìng)相追逐這塊市場(chǎng)的主要原因。

　　從產(chǎn)品和技術(shù)來(lái)看，各家也各有優(yōu)勢(shì)，比如飛思卡爾，產(chǎn)品線比較全，智能電網(wǎng)大概念的產(chǎn)品它都有涉及，而且在傳感器方面的優(yōu)勢(shì)，為智能電表在安全方面的設(shè)計(jì)提供了多種傳感器作選擇；意法半導(dǎo)體，提供了多系列的單片機(jī)選擇方案，而且各種功率模塊、電源芯片也為智能電表設(shè)計(jì)提供了多種選擇；德州儀器，MSP430，無(wú)論在功耗、還是性價(jià)比上都是智能電表方案中相當(dāng)有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，而且德州儀器的很多SoC方案為產(chǎn)品設(shè)計(jì)更小、成本更低提供了可能。而且這些廠商都積極參與到各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定中去，為智能電表的更加完善提供助力。

　　其他一些半導(dǎo)體廠商也專注著一些特定的領(lǐng)域，相信它們?cè)诓痪玫膶?lái)在智能電表領(lǐng)域，也會(huì)有自己的一席之地。

?