數(shù)據(jù)采集器根據(jù)資源條件的選用原則
更新時(shí)間：2012-03-28
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數(shù)據(jù)采集器可能是微不足道的小組件，卻執(zhí)行了提高電網(wǎng)智能化的重要任務(wù)。數(shù)據(jù)采集器除了可從電子式電表池采集數(shù)據(jù)外，也可以配置用于多種實(shí)用操作：檢查輸電質(zhì)量、監(jiān)測(cè)電力使用數(shù)據(jù)、提供事件數(shù)據(jù)記錄以及報(bào)告系統(tǒng)故障。
常用的數(shù)據(jù)采集器有入門級(jí)，中級(jí)和之說，與中級(jí)的區(qū)別通常在于CPU速度。也就是說，數(shù)據(jù)采集器一般需要更快的CPU速度，而這對(duì)微控制器配置至關(guān)重要。
數(shù)據(jù)采集器典型用于更復(fù)雜的住宅設(shè)置和三相工業(yè)應(yīng)用中。計(jì)算需求越高，CPU性能要求也越高。200MHz以上主頻通常是*選擇。數(shù)據(jù)采集器還具備更先進(jìn)的通信和控制功能，如以太網(wǎng)和Wi-Fi，用于交互式顯示的LCD接口，以及供本地?cái)?shù)據(jù)下載的USB主機(jī)。這些新增功能需要更多閃存與系統(tǒng)內(nèi)存，且需要實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）。
對(duì)于這樣一個(gè)方案，恩智浦LPC32x0系列不失為一個(gè)很好的選擇。該系列采用ARM9CPU內(nèi)核，其運(yùn)行速度高達(dá)266MHz，同時(shí)采用矢量浮點(diǎn)（VFP）協(xié)處理器用于算術(shù)運(yùn)算。此外，還提供了必要的外設(shè)和接口，包括7個(gè)UART、1個(gè)帶DMA控制器的10/100以太網(wǎng)MAC、1個(gè)具有全速主機(jī)和設(shè)備性能的USBOTG、1個(gè)RTC，以及1個(gè)靈活的可支持STN和TFT面板的LCD控制器。
數(shù)據(jù)采集器配置始終為三芯片解決方案，因?yàn)槲⒖刂破餍枰獠縎DRAM和NAND閃存才能形成足夠的存儲(chǔ)器資源。如果系統(tǒng)不需要這么快的CPU時(shí)鐘頻率，則選擇一款板載資源充足的微控制器往往更為可取，這也符合了中級(jí)解決方案的要求。
相對(duì)于解決方案，中級(jí)數(shù)據(jù)采集器的突出優(yōu)點(diǎn)是成本較低。因?yàn)樾枰^少的組件，這樣在PCB方面可節(jié)省高達(dá)2美元~3美元成本。簡(jiǎn)單的配置帶來更好的經(jīng)濟(jì)性，但性能上的局限使得中級(jí)數(shù)據(jù)采集器更適合作為入門級(jí)的升級(jí)產(chǎn)品使用，并非解決方案的替代方案。中級(jí)數(shù)據(jù)采集器更適合可以犧牲系統(tǒng)功能換取成本的工業(yè)應(yīng)用；對(duì)于想提高系統(tǒng)性能的住宅應(yīng)用來說也是不錯(cuò)的選擇，如以太網(wǎng)實(shí)時(shí)通信，可用于控制用戶電源開與閉，或用于報(bào)告狀態(tài)變化（顯示設(shè)備篡改）等。
不論是入門級(jí)、中級(jí)還是數(shù)據(jù)采集器，選擇合適的32位微控制器可簡(jiǎn)化開發(fā)步驟，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)的解決方案。選擇微控制器時(shí)，工程師應(yīng)考慮片上資源，也應(yīng)考慮其它設(shè)計(jì)因素，如設(shè)備可靠性（溫度和濕度范圍、數(shù)據(jù)保持能力、電流快速瞬變可靠性、防靜電等）、系統(tǒng)級(jí)組件集成、區(qū)分功能（如數(shù)據(jù)加密），當(dāng)然還有價(jià)格因素。恩智浦的ARM解決方案，包括LPC1200、LPC32x0和LPC1760系列，可提供*的性能特點(diǎn)組合，是各種住宅和工業(yè)用數(shù)據(jù)采集器設(shè)計(jì)的理想選擇。
對(duì)于多設(shè)備和多用戶的智能電網(wǎng)，可以將入門級(jí)和中級(jí)或數(shù)據(jù)采集器結(jié)合使用，從而創(chuàng)建一個(gè)更全面的系統(tǒng)。例如，在高層住宅中，數(shù)據(jù)采集可以細(xì)化到樓棟和樓層。每套公寓的電子式電表可以向每個(gè)樓層的入門級(jí)數(shù)據(jù)采集器提供數(shù)據(jù)；同時(shí)采用一系列中級(jí)或數(shù)據(jù)采集器將各樓層的數(shù)據(jù)合并匯總，從而生成整棟大樓的信息。這樣的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)基于層的數(shù)據(jù)采集和處理，既平衡了工作負(fù)載，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了高水平的數(shù)據(jù)粒度和可管理性。
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