智能电表内部构造深度拆解:电表如何智能?

2012-08-23 19:20:33 来源:互联网
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        在电力及燃气等能源领域,具备通信功能并能够远程读取数据的“智能仪表”受到的关注越来越高。其原因是,这种仪表有望用于多种用途,如能源使用情况的“可视化”、使用抄表数据提供咨询服务,将来还有望用于家用设备控制等。

 

  那么,这种智能仪表由哪些部件构成,并由哪些厂商供应主要部件?与智能手机等便携终端相比,人们几乎没有机会了解智能仪表的内部构造。因此,为了弄清楚这些内部情况,拆解组决定购买美国的“智能电表”产品,并进行内部分析。

  此次是在从事过多款产品拆解调查的Fomalhaut Technology Solutions公司的协助下进行拆解分析的。下面首先以具备有线通信功能的智能仪表为主,分析一下使用部件的厂商名称及部材成本等。

         具备以太网通信功能

  此次拆解的产品是美国仪表厂商Itron的“Sentinel SS5S2L”(以下称Sentinel)与美国通用电气的“KV2”,二者均为支持120V~480V电压的电表,具备以太网或电话线通信功能(表 1)。此外,为了便于参考,同时还分析了瑞士兰吉尔(Landis+Gyr)公司的不具备通信功能的“AXS4”的内部情况,并一起列在下表中。

  

表1 此次拆解分析的电表

  这三款仪表的共同点是,均为电表,而且可使用液晶面板显示数据。其不同点是,具备通信功能的两款机型在内部安装了三块基板,而不具备通信功能的 AXS4则将主要部件集成在了一块基板上。而且,AXS4的部材成本推测值最低。拆解时可以看出,其他两款机型因嵌入了通信功能,部材成本有所增加。

使用三块基板

  下面我们看一下内部具体构造。首先分析一下安装在Sentinel内部基板上的MCU等。

  Sentinel与其他智能电表一样采用圆筒形状,乍看上去就像一个稍大的罐头盒。取下外面的塑料壳,并拆除下部的加固部材后,可以看到两块安装有各种部件的基板(图1)。里面还有一块基板,该电表共由三块基板构成。其中一块是进行以太网等通信处理的基板,另一块是安装主要MCU的主基板。每块基板均由树脂制成。

  

图1 Itron公司的Sentinel

  取下外壳并拆掉下部的加固部材后,可以看到两块基板。此外,里面还有一块基板。

负责通信处理的基板上最引人注目的部件是,进行以太网信号与串行信号转换的美国创力(Lantronix)公司的超小型设备服务器“XPort”(图 2)。XPort的内部嵌入了可进行串行数据及以太网数据转换处理及网络控制处理的电路,可以利用以太网线传输信号。位于其周围的瑞萨电子的MCU等估计是进行通信处理的。

  

图2 以太网信号与串行信号的交换

  主要安装通信处理部分的基板。用来交换以太网信号与串行信号的创力“Xport”十分引人注目。

 
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