基于GD32L233的物聯(lián)網(wǎng)水表解決方案
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基于GD32L233的物聯(lián)網(wǎng)水表解決方案采用了目前業(yè)界先進的窄帶蜂窩通信技術，具有網(wǎng)絡深覆蓋、廣鏈接、低功耗等優(yōu)勢，通信穩(wěn)定、可靠、安全; 采用工業(yè)級NB-IoT模塊和工業(yè)級M2M物聯(lián)網(wǎng)卡，擁有攻擊報警、電池低電報警，余額不足報警，欠費報警; 可以實時顯示水表用量、信號強度等數(shù)據(jù)信息。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202404/457588.htm1 系統(tǒng)簡介
主控制器芯片采用GD32L233RBT6， 可以驅動最8*32段LCD顯示，使用PWM接口加內部集成的比較器模塊可以實現(xiàn)125K低頻卡的調制解調。
GD32L233RBT6支持多種Sleep和Deep Sleep模式，在Deep sleep 2模式下可以達到2uA的待機電流，Standby模式下的待機電流典型值達到了0.4uA。
圖1 水表的段碼LCD顯示面板
系統(tǒng)關鍵參數(shù)規(guī)格如下表所示：
表1
PCB 布局布線及接口描述如下圖所示：
圖2 水表接口及尺寸圖
2 水表的硬件原理圖
物聯(lián)網(wǎng)水表遠傳系統(tǒng)包括主控制器GD32L233RBT6和NB模組兩個主要部分，其中GD32L233RCT6 直接驅動段碼LCD液晶顯示屏，使用PWM接口加內部集成的比較器模塊可以實現(xiàn)125K低頻卡的調制解調。
水表遠傳系統(tǒng)的供電采用電池供電，電池并聯(lián)超級電容以更好的為NB模組提供瞬時供電能力，同時基于GD32L233的優(yōu)異的低功耗待機模式，使用GD32L233作為系統(tǒng)主控進行整板系統(tǒng)的功耗管理。
圖3 水表方案的原理框圖
3 軟件系統(tǒng)框架
1. 可實現(xiàn)軟件功能
● 預付費功能：先交錢，后用水。( 此功能僅限有閥控功能的主板)
● 后付費功能：先用水，后付費。
● 遠程通訊控制功能：NB 遠程抄表、上報、閥控。
● 液晶顯示功能：可直觀顯示當前水量信息、表狀態(tài)。( 此功能僅限有液晶顯示功能的主板)
● 近場通訊功能：現(xiàn)場對進行水表操作、獲取水表狀態(tài)、配置參數(shù)、出廠調試。
● 電池欠壓提示功能：電池電量不足時，提示更換電池。
● 具有自檢功能：可調自檢周期、自檢時機，防止銹蝕、防止電池鈍化。
● 防磁干擾功能：當水表受到強磁干擾影響計量時，可遠程通訊上報。
● 數(shù)據(jù)保護：斷電情況下，表內數(shù)據(jù)可保存 10 年不丟失，確保數(shù)據(jù)安全可靠。
● 階梯計費：可定制多檔階梯計費方案。( 平臺支持)
● 觸摸操作：可通過非接觸觸摸進行切換顯示界面、上報數(shù)據(jù)等操作。
2. 系統(tǒng)使用的外設單元如下：
● 系統(tǒng)運行在16MHz HSI 下, 既保證外設穩(wěn)定運行,又兼具低功耗
● 低功耗模式采用DeepSleep1 模式, 可實現(xiàn)LCD常顯
● 1個PWM 和比較器, 實現(xiàn)125K 低頻卡曼徹斯特編碼的調制和解調
● ADC 采樣及Internal VREFBUF，實現(xiàn)對電池電壓的精準采樣
● RTC定時喚醒，用于監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)。
● 外部中斷喚醒，用于脈沖檢測和磁干擾檢測
● LCD驅動器，直接驅動段碼顯示屏
● 看門狗定時器，保證系統(tǒng)穩(wěn)定不死機
4 方案優(yōu)勢
1.使用GD32L233控制器，得益于其低功耗的優(yōu)異性能和多種低功耗模式，可以作為復雜系統(tǒng)低功耗控制的首選。
2.得益于GD32L233 控制器集成了LCD 液晶屏控制器，可以直接驅動最多8*32 段點陣LCD，這樣可進一步減少整機的硬件成本。
3.GD32L233 集成了豐富的外設, 內部的PWM模塊和簡單的外圍電路可以對低頻讀卡信號進行調制解調，實現(xiàn)低頻卡的刷卡付費功能。
（本文來源于《EEPW》2024.4）
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