智能電網市場趨勢及安森美半導體智能電表解決方案

　　智能電網建立在集成的、高速雙向通信網絡基礎之上，旨在利用先進傳感和測量技術、先進設備技術、先進控制方法，以及先進決策支持系統(tǒng)技術，實現電網可靠、安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的高效運行。本文將談及智能電網及智能電表市場，并介紹作為應用于綠色電子產品的首要高性能、高能效硅方案供應商安森美半導體的智能電網及智能電表解決方案。

　　高速發(fā)展的智能電網及智能電表市場

　　在綠色節(jié)能意識的推動下，以智能電表為核心的智能電網成為世界各國競相發(fā)展的一個重點領域。發(fā)展智能電網也能讓公用事業(yè)機構及用戶受益。如智能電網可幫助電力機構降低運營支出、減少竊電、優(yōu)化運營及即時響應用戶需求等。用戶也有機會享受到更靈活的定價，因網絡計量節(jié)省成本及幫助實現家庭自動化等。此外，智能電網的發(fā)展還面臨其它一些有利因素，如管制放松加劇競爭、各種無線標準(ZigBee、PLC、Wi-Fi、WiMax和蜂窩移動通信等)爭相涌現等。

　　在這些有利因素的推動下，智能電網的發(fā)展前景頗受看好。以智能電表為例，預計全球出貨將從2008年的僅數百萬部增長至2014年的約5,000萬部，年復合增長率(CAGR)高達48%。而從技術趨勢來看，未來將超向雙向實時通信、開放式平臺/模塊化服務。系統(tǒng)集成也將是重要的未來趨勢，預計可更新、插電式混合動力汽車(PHEV)以及家庭自動化等將集成到智能電網系統(tǒng)之中。智能電表也將超向采用先進計量體系(AMI)，并成為未來家庭區(qū)域網絡(HAN)的組成部分。

　　安森美半導體基于AMIS-49587和NCS5650的智能電表解決方案

　　用于電能輸送的中低壓交流配電線也可作為數據通信的傳輸介質。電力線載波 (PLC) 通信技術就是通過載波方式在配電線上高速傳輸模擬或數字信號的技術。利用已有的電力配電網絡進行通信不需要重新布線，信號不會因為通過建筑物墻壁被衰減和屏蔽，成本更為低廉，這使該技術在電表自動抄表系統(tǒng)、燈光控制等諸多領域備受青睞。

　　安森美半導體針對低/中壓電力線數據通信開發(fā)了擴頻型移頻鍵控(S-FSK) PLC調制解調器(Modem)——AMIS-49587。它是一個高集成度、符合IEC61334標準的低功率PLC方案，適用于智能電網自動讀表及管理、街道照明控制、智能電力插頭(power plug)和建筑物自動化等。這是安森美半導體既早期的AMIS-30585之后發(fā)展到第二代PLC調制解調器產品，其核心是一個32位ARM處理器，完成物理層和MAC層的處理，運行S-FSK調制解調的算法，同時也管理與外部MCU的通信。該器件包含了所有S-FSK信號處理、MCU接口管理等模擬、數字部分。AMIS-49587支持先進計量體系(AMI)，用于公用事業(yè)機構與電表之間的雙向通信，支持遠程讀表、斷開開關連接及負載控制。目前全球26.5億部電表中僅有約8%是自動化電表，故AMIS-49587這樣的支持智能電表應用的調制解調器芯片應用前景非常廣闊。

　　AMIS-49587是采用S-FSK調制方式及精確濾波的窄帶PLC收發(fā)器，可實現長距離電力線的強固低數據率通信，以及2,400 bps的半雙工可調節(jié)速率通信。不到20 kHz的低工作頻率及自動中繼器(repeater)功能，令通信更加可靠，通信誤差比現有方案更低。該器件是目前唯一在工業(yè)現場有超過8年的成功應用驗證的器件。

　　AMIS-49587利用安森美半導體的混合信號技術，在一個集成電路中集成了模擬調制解調器前端和數字后處理功能。其最突出的特點在于，作為PLC收發(fā)器，除了完成物理層S-FSK信號的收發(fā)、調制解調外，它還包含了媒體訪問控制器(MAC)子層的處理，使設計人員無需涉及PHY和MAC協(xié)議傳輸細節(jié)問題，把更多精力放在應用層的開發(fā)，而大多數競爭方案需要復雜的嵌入式軟件來執(zhí)行與AMIS-49587相同的功能。