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创新的智能能源管理：边缘节点+网关+云端的完整方案

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2021-04-29
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标签：物联网

随着经济的发展，办公楼、工厂以及大型公共建筑的高耗能问题日益突出。数据显示，如果不采取有力措施，到2020年我国建筑能耗是现在的3倍以上，届时能源紧张问题将更加严峻。

不久前，飞思卡尔与上海联永信息科技有限公司联合开发了创新智能能源管理系统(SmartEnergyManagementSystem)，由飞思卡尔提供关键器件和软件，以及计量的协议库，形成整个系统的各个节点，再利用联永公司的云端技术。该完整方案可有效控制和管理能源消耗，已开始在一些连锁酒店和商场部署和使用。

创新的智½½源管理：边缘节点+½关+云端

的完整方案

随着经济的发展，办公楼、工厂

以及大型公共建筑的高耗½问题日益

突出。数据显示，如果不采取有力措

½，到2020年我½建筑½耗是现在的

3倍以上，届时½源紧张问题将更加

严峻。

不久前，飞思卡尔与上海联永信

息科技有限公司联合开发了创新

智½½源管理系统(Smart

Energy

Management System)，由飞思卡

尔提供关键器件和½件，以及计

量的协议库，½成整个系统的各

个节点，再利用联永公司的云端

技术。该完整方案可有效控制和

管理½源消耗，已开始在一些连

锁酒店和商场部½和½用。

可以控制各种设备实现智½管理外，还

可以发挥节½的½用。在谈到智½½源

管理系统的应用时，孙东特别强调了其

对大型室内空间的节½½用。

首先是½源控制，在一些大型企

业中有很多厂房和机器，想要实现节

½就要找出那些耗½较高的设备来对

用电用水，难免会出现浪费。应用智

½½源管理系统之后，每个房间½有

独立ID，在入½之后，智½½源管理

系统的计量系统就会自动启动，对房

客的水电等½用情况进行记½分析。

该系统和房客的身½系统挂钩，便可

将这些记½与房客信息联系起来，如

果节省了½源就可以获得积分，

到一定程度可以获得免费房间等

奖励。

智½于“芯”：高精度计量

MCU

灵活的处理器平台

在这套智½½源系统中

，

飞思卡尔向联永提供了各种关键

边缘感知、控制和计量节点的参

考设计方案，包括关键的器件、

½件、操½系统、以及计量协议

等。在整个系统中，核心的关键

图1 飞思卡尔与联永公司联合开发的智½½源管理系统

目标应用场景

飞思卡尔市场经理孙东介

绍说，在这个智½½源管理系统

中，主要利用飞思卡尔提供的智½计

量模块以及一½化½关方案，将它们

整合到操½系统中，½½关和各个计

量模块与控制节点实现对接，利用可

靠的互连互通技术，½成一个局域½

络，再将用户的身½信息系统与之对

接，这样就将智½½源系统和用户的

身½系统、管理员、云端，以及智½

家电的感知、控制、计量节点½连接

到一起，½成了一个完整的智½控制

系统。

在大型的建筑空间如厂房

、

酒

店、商超中，该智½½源管理系统除了

症下药。智½½源管理系统可以将节

点布½到各个不同的厂房区域，通过

监测分析来“揪出”耗½大户。

另外

，

这种智½½源管理系

统可以布½在办公楼宇、家乐福、

Shopping mall等大型公共区域中。因

为这些公共环境普遍存在着电费难管

理的情况，利用智½½源管理系统的

节点分布，可以½每家商户进行分布

式计量、分点结算，既解决了电费管

理难的问题，又实现了½源节约，可

谓一举两得。

智½½源管理系统的第三个典型

应用是酒店业。以前房客½进去随便

器件包括Kinetis

M系列MCU和

i.MX 6Solo系列处理器等。MCU主要

实现高精度测量、控制与½源检测，

i.MX 6Solo集成的显示、端口、接口

等功½½整个系统拥有完整平台，而

i.MX 6SoloLite应用处理器的评估套件

则提供快速调试平台，加速整个系统

的研发进程。

下面介绍一下这几个组成部分的

关键特性。

Kinetis M系列MCU基于½功耗

ARM® Cortex®-M0+内核，特别适用于

诸如单芯片1、2和3相电表以及流量

计等高精度测量应用，像图1这套智

2014.9 www.eepw.com.cn

智慧之芯

无处不在

飞思卡尔半导½

½½源系统的各种前端测控系统如测

控开关、计量插座、空调调温器、窗

帘控制器等。

Kinetis M系列MCU包括多个24½

Σ-ΔADC组成的强大的模拟前端、

多个可编程增益放大器，还包括½温

度漂移的参考电压以及一个相移补偿

器。具有丰富的安全特性，包括存储

器保护单元、外部篡改检测引脚、带

篡改检测的iRTC和随机数

生成器，在MCU内部以及

MCU与电½间提供供应商/

用户数据保护功½。一个½

功率段式LCD控制器，支持

多达288段和8块背板。

Kinetis M系列MCU已广

泛应用于燃气表和水表、相

½测量单元、斜度测量、工

业流量测量和控制、精密距

离测量系统等工业领域，以

及½络测试测量领域。

图2

i.MX 6Solo系统框图

½、MIPI摄像头端口、HDMI

v1.4、

FlexCAN和MLB总线，可为消费电

子、½½和工业应用提供灵活的平

台。

据孙东介绍，该智½½源管理系

统方案后续将集成智½家居控制、智

½½源控制、智½照明控制乃至更多

的功½，组成更强大的½关，成为一

个完整的智½家居方案。这对操½系

开发过程中，飞思卡尔向客户提供了

模块方案、参考设计以及相应的协议

½件，最大程度地保障了客户对整个

系统的快速开发，而后续云端的管理

平台交由客户自主设计，又保证了方

案的独特性，这种合½½式既可以帮

助客户在三、四个月内完成开发，又

可以让客户根据自身的需求来打造差

异化的产品。

据孙东介绍，飞思

卡尔中½团队将继续沿

用这种solution方式来

推广，以降½客户开发

门槛，减少开发投入，

缩短产品进入市场的周

期。同时飞思卡尔拥有

强大的FAE和AE技术支

持团队，为客户项目的

开发保驾护航。加之飞

思卡尔的产品紧跟主流

技术，每个季度½有两

到三款相关新产品面

市，这样可以帮助客户快速应对市场

变化，抢占先机。

Kinetis M系列MCU的特性

●

统的成熟度，数据管理、流媒½的处

理½力要求会更高，飞思卡尔

i.MX6

系列处理器½够完美应地对这些需

求，并且飞思卡尔在i.MX

6SoloLite应

用处理器评估套件中提供一系列高度

灵活、面向市场的开发工具，½够帮

助这些开发顺利进行。

i.MX 6SoloLite评估板支持EPD和/

或LCD或HDMI显示器、触摸控制、音

频播放，并且½添加WLAN、3G调制

解调器或Bluetooth®技术。另外，设计此

EVK的目的是通过支持Linux®和Android™

操½系统，加快½件开发，从而实现

缩短产品上市时间这一最终目标。

高性½½功耗ARM®Cortex™-

24½Σ-ΔADC，具有94 dB的

高精度RTC，整个温度范围内

带时间戳的篡改检测以及随

M0内核；

●

未来愿景

飞思卡尔本地团队推出的参考设

计方案广泛应用于智½电½、智½家

居、½电等领域，从家电到工业控制

½有渗透；不仅仅是智½½源管理系

统，未来还将向客户陆续提供½现智

½家庭、智½½源概念的方案，关键

模块、相关协议以及技术支持等均会

继续向客户推广。“我们将会与客户

共同挖掘智½家居、智½½源等新兴

市场机会，共同推动这些领域的创新

应用发展。”孙东指出。

SNR；

●

达到+5

ppm；

●

机数发生器和存储器保护单元。

½为智½½源服务入口和中心的

½关(盒子)设备，联永选择了灵活的

i.MX 6Solo系列处理器½为核心开发

平台。具有一个运行频率高达1.0

GHz

的ARM

Cortex-9内核，带有512 KB L2

缓存和32½DDR3/LPDDR2支持，

i.MX 6Solo集成了LVDS、MIPI显示功

强大的中½本地技术支持

在整个智½½源管理系统方案的

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