国民技术表计低功耗无磁计量解决方案
一、表计无磁计量工作原理
无磁智能水表利用信号振荡电路进行采样，在测量精度、测量效率上与传统计量方式相比有了很大的改进，不仅能够实现累计流量的测量，还可实时测量出水流速度，便于实现水资源远程实时信息监测和管理系统的信息化。特别是采用单芯片集成实现的表计无磁计量方案具有明显的技术和成本优势。
一、表计无磁计量工作原理
无磁智能水表利用信号振荡电路进行采样，在测量精度、测量效率上与传统计量方式相比有了很大的改进，不仅能够实现累计流量的测量，还可实时测量出水流速度，便于实现水资源远程实时信息监测和管理系统的信息化。特别是采用单芯片集成实现的表计无磁计量方案具有明显的技术和成本优势。
二、方案介绍
国民技术推出的表计低功耗无磁计量解决方案采用了高集成度、低成本的N32L4xx系列MCU单芯片实现计量与应用处理，芯片内置计量采集算法模块、LCD驱动、比较器、定时器等硬件资源，外围电路十分精简，大大降低了整体成本。
图1 表计无磁计量解决方案应用框架
方案支持计量频率的动态自适应切换，支持正向计量、反向计量、流速测量，并且具有圆盘脱落报警、异常检测报警等功能。方案实现的技术指标优异，检测计量距离可达3mm-10mm，静态计量电流低至6uA，动态计量电流不大于9uA，在2.5V-5.0V工作电压范围和-10℃～+60℃工作温度下可正常工作。
方案目前已通过第三方权威检测机构依据国家标准GB/T778-2018开展的计量准确性测试和可靠性测试。主要测试项目涵盖正转计量、启/停切换、正/反转切换、高温(无冷凝)、低温、高低温循环、交变湿热（冷凝）、振动(随机)、强磁干扰、LoRa发射对计量的影响、NBIoT发射对计量的影响等方面的测试。
三、方案技术特点与优势
● 低计量功耗
静态功耗小于6uA，计量功耗9uA以内，可动态频率切换，快速唤醒，满足表计应用场景低功耗需求。
具有磁铁置于表上也不会影响计量准确性的优异特性，环境适应性强，可在复杂环境进行安装。
单芯片实现计量和业务应用处理，电路精简、成本低，适应各种计量机具，可进行一体化设计，稳定性和可靠性高。
芯片计量方案应用源码开放、硬件设计资料开放。
方案的软、硬件设计及生产资料指南齐备，可支撑表计终端厂商快速实现产品化，并具有专业人员支持。
方案支持0.1L位计量，计量准确度更高，计量探测距离最高可达10mm。方案还可为政务应用、表计远程管理等提供高频度的数据上传支撑。
四、方案开发生态
1.方案资源
国民技术表计低功耗无磁计量解决方案采用自研无磁传感计量算法，所占用的芯片硬件资源如下：
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资源 |
使用情况 |
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FLASH |
＜6.0 Kbytes |
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RAM |
＜0.5 Kbytes |
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IO |
7个 |
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高速TIM |
TIM2 |
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低功耗TIM |
LPTIM |
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比较器 |
COMP1 |
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运行时间 |
＜500us |
2.方案开发套件
方案提供丰富的软硬件开发套件和资料文档：
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开发套件 |
名称 |
说明 |
|
固件 |
无磁传感算法库 |
●采用先进算法,无需校准即可计量 ●精确实现正转和反转计量 ●IO资源可灵活配置 ●优化算法,占用较少MCU资源 ●提供标准的API，简单易用 |
|
基于N32L4XX的无磁计量方案源码 |
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硬件 |
主控板参考原理图 |
●增强的感应技术,提高探测距离 ●详尽的原理图、PCB参考设计，指导客户产品快速实现 |
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Sensor板参考原理图 |
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主控板PCB参考设计 |
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Sensor板PCB参考设计 |
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无磁传感计量方案评估板 |
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文档 |
智能水表无磁计量方案用户手册 |
●详尽的用户手册，快速开发指南，指导客户快速开发产品 ●通俗易懂的API接口文档，为客户使用无磁传感算法库提供指导 ●完整的应用DEMO，为客户快速应用提供参考 |
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智能水表无磁计量方案快速开发指南 |
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无磁传感算法API用户手册 |
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|
无磁计量方案应用智能水表DEMO |
3.方案调试工具
图2 无磁传感计量方案可视化调试工具
4.方案开发板
图3 无磁传感计量方案开发板
关于国民技术
国民技术股份有限公司于2000年源于国家“909”集成电路专项工程成立，2010年创业板上市（股票代码:300077），是中国信息安全IC设计领域领军企业，国家级高新技术企业，拥有国内首个企业独立安全芯片攻防技术实验室，博士后科研工作站。总部位于深圳，在北京、上海、武汉、西安、香港、新加坡、洛杉矶等地设有分支机构。主营产品包括：安全芯片、通用安全MCU、可信计算芯片、智能卡芯片、非接读写芯片、蓝牙芯片、RCC创新产品等，广泛应用于网络安全认证、电子银行、电子证照、移动支付与移动安全、物联网、工业互联网、车联网、消费电子、智能家居家电、智能表计等应用方向。
官网：www.nationstech.com
业务合作：
电话：0755-86916666
手机：18988772159（微信同号）
邮箱：sales@nationstech.com
二、方案介绍
国民技术推出的表计低功耗无磁计量解决方案采用了高集成度、低成本的N32L4xx系列MCU单芯片实现计量与应用处理，芯片内置计量采集算法模块、LCD驱动、比较器、定时器等硬件资源，外围电路十分精简，大大降低了整体成本。
图1 表计无磁计量解决方案应用框架
方案支持计量频率的动态自适应切换，支持正向计量、反向计量、流速测量，并且具有圆盘脱落报警、异常检测报警等功能。方案实现的技术指标优异，检测计量距离可达3mm-10mm，静态计量电流低至6uA，动态计量电流不大于9uA，在2.5V-5.0V工作电压范围和-10℃～+60℃工作温度下可正常工作。
方案目前已通过第三方权威检测机构依据国家标准GB/T778-2018开展的计量准确性测试和可靠性测试。主要测试项目涵盖正转计量、启/停切换、正/反转切换、高温(无冷凝)、低温、高低温循环、交变湿热（冷凝）、振动(随机)、强磁干扰、LoRa发射对计量的影响、NBIoT发射对计量的影响等方面的测试。
三、方案技术特点与优势
● 低计量功耗
静态功耗小于6uA，计量功耗9uA以内，可动态频率切换，快速唤醒，满足表计应用场景低功耗需求。
具有磁铁置于表上也不会影响计量准确性的优异特性，环境适应性强，可在复杂环境进行安装。
单芯片实现计量和业务应用处理，电路精简、成本低，适应各种计量机具，可进行一体化设计，稳定性和可靠性高。
芯片计量方案应用源码开放、硬件设计资料开放。
方案的软、硬件设计及生产资料指南齐备，可支撑表计终端厂商快速实现产品化，并具有专业人员支持。
方案支持0.1L位计量，计量准确度更高，计量探测距离最高可达10mm。方案还可为政务应用、表计远程管理等提供高频度的数据上传支撑。
四、方案开发生态
1.方案资源
国民技术表计低功耗无磁计量解决方案采用自研无磁传感计量算法，所占用的芯片硬件资源如下：
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资源 |
使用情况 |
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FLASH |
＜6.0 Kbytes |
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RAM |
＜0.5 Kbytes |
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IO |
7个 |
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高速TIM |
TIM2 |
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低功耗TIM |
LPTIM |
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比较器 |
COMP1 |
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运行时间 |
＜500us |
2.方案开发套件
方案提供丰富的软硬件开发套件和资料文档：
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开发套件 |
名称 |
说明 |
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固件 |
无磁传感算法库 |
●采用先进算法,无需校准即可计量 ●精确实现正转和反转计量 ●IO资源可灵活配置 ●优化算法,占用较少MCU资源 ●提供标准的API，简单易用 |
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基于N32L4XX的无磁计量方案源码 |
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硬件 |
主控板参考原理图 |
●增强的感应技术,提高探测距离 ●详尽的原理图、PCB参考设计，指导客户产品快速实现 |
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Sensor板参考原理图 |
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主控板PCB参考设计 |
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Sensor板PCB参考设计 |
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无磁传感计量方案评估板 |
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文档 |
智能水表无磁计量方案用户手册 |
●详尽的用户手册，快速开发指南，指导客户快速开发产品 ●通俗易懂的API接口文档，为客户使用无磁传感算法库提供指导 ●完整的应用DEMO，为客户快速应用提供参考 |
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智能水表无磁计量方案快速开发指南 |
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无磁传感算法API用户手册 |
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无磁计量方案应用智能水表DEMO |
3.方案调试工具
图2 无磁传感计量方案可视化调试工具
4.方案开发板
图3 无磁传感计量方案开发板
关于国民技术
国民技术股份有限公司于2000年源于国家“909”集成电路专项工程成立，2010年创业板上市（股票代码:300077），是中国信息安全IC设计领域领军企业，国家级高新技术企业，拥有国内首个企业独立安全芯片攻防技术实验室，博士后科研工作站。总部位于深圳，在北京、上海、武汉、西安、香港、新加坡、洛杉矶等地设有分支机构。主营产品包括：安全芯片、通用安全MCU、可信计算芯片、智能卡芯片、非接读写芯片、蓝牙芯片、RCC创新产品等，广泛应用于网络安全认证、电子银行、电子证照、移动支付与移动安全、物联网、工业互联网、车联网、消费电子、智能家居家电、智能表计等应用方向。
官网：www.nationstech.com
业务合作：
电话：0755-86916666
手机：18988772159（微信同号）
邮箱：sales@nationstech.com