水、氣、電、熱|N32L4系列低功耗MCU應用案例分享
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國民技術擁有業界領先的低功耗MCU技術、無磁計量技術、低功耗無線射頻技術，以及金融級信息安全技術等表計核心技術和全棧芯片產品，面向表計行業客戶提供低功耗MCU、低功耗藍牙BLE5.1 SOC、金融級安全芯片等表計方案核心芯片產品，以及從端到云的智能表計解決方案，上述相關芯片已在智能水表、智能電表、智能燃氣表、智能熱量表等多種表計產品中獲得行業標桿客戶的批量應用。
N32L4xx系列低功耗MCU在表計中的應用優勢
N32L4xx系列MCU是業內首顆采用40nm工藝制程的低功耗MCU產品，基于其形成的表計方案最大限度地減少能耗和提高測量精度。得益于N32L4xx優秀的低功耗和高集成特性，可延長表計電池壽命并降低系統使用成本。
表計應用案例分享
1，水表案例〡基于N32L436的無磁智能水表
功能特點：無磁計量采用電磁感應技術實現采樣，不受水體雜質及外界強磁干擾影響計量精度，基于N32L436可實現LC和線圈兩種無磁計量方案，在智能水表領域獲得越來越廣泛的市場認可，其主要功能特點如下：
① MCU集成無磁計量算法，可實現正向/反向計量，計量度數精確至1L。
② 抗4000高斯汝鐵硼強磁干擾。
③ 超低功耗，一節8500mAh電池可續航8年（一天一次）。
④ 采用NB-IoT無線通信，支持BLE4.2/5.0。
⑤ 支持閥門故障、低電量報警等事件上報，可實現遠程閥門控制，支持OTA遠程升級。
⑥ 自動補抄技術，抄表成功率大于99%。
⑦ IP68防護等級，支持戶外安裝。
N32L436應用優勢：N32L436內置無磁計量采集算法模塊、LCD驅動、比較器、定時器等資源，外圍電路精簡，單顆芯片同時實現計量與應用處理，大大降低成本，并且具有抗磁干擾、計量精度高，成本低等優勢特點。
2，氣表案例〡基于N32L406低功耗MCU的智能燃氣表應用
功能特點：智能燃氣表以遠傳燃氣表為主，可以通過網關或基站實現云平臺對智能燃氣表終端設備的信息采集和實時控制。同時平臺可通過與手機的交互實現用戶對智能燃氣表的用氣量查詢、報警、報修、充值繳費等操作。通過N32L406實現的燃氣表功能包括：
① 通過TIMER模塊對燃氣表皮膜計量模塊的脈沖計數或者對燃氣表超聲波計量模塊的氣體流速積分運算，從而實現計費功能。
② 通過內置FLASH存儲器保存氣量數據和時間日期，以及計價方式和階梯氣價的詳細計費標準。
③ 通過內置RTC模塊實現日期時間的實時計時功能。
④ 通過內置LCD模塊連接到液晶顯示屏，顯示氣量數據和時間日期等信息。
⑤ 通過USART連接到NB-IOT等通信模塊，用于數據交互及平臺對終端設備的實時控制。
⑥ 通過ADC實時檢測電池狀態做過流過溫等保護，通過GPIO控制閥門通斷和蜂鳴器報警。
N32L406應用優勢：N32L406的超低靜態功耗和運行功耗，以及增強工業級-40℃至105℃工作溫度，支持±4KV ESD沖擊，能確保燃氣表有效防止靜電干擾并長期穩定工作。芯片擁有多達9路定時器，可滿足氣量數據采集計算，同時還擁有1路低功耗定時器和RTC實時時鐘，支持閏年萬年歷、周期性喚醒，支持內外部時鐘校準。128KByte片內Flash，支持加密存儲、分區管理及數據保護，支持硬件ECC校驗，10萬次擦寫次數，10年數據保持，可有效保護氣表內的數據，防止偷盜氣等行為。芯片具有1個12bit 4.5Msps ADC，多達16路通道，可滿足氣表電池電量等信息的采集和管理需求。
3，電表案例〡基于N32L406低功耗MCU的三相導軌式電能表
功能特點：導軌式安裝電表為低壓照明終端的電能計量提供了有效的解決方案，可廣泛應用于樓宇、商場、會展中心、學校、機場、港口及工廠等。基于N32L406的三相導軌式電能表采用模塊化結構，體積小巧，安裝方便，運行可靠。通過網絡預付費系統實現網絡式預付費管理功能、在線抄表、數據查詢、欠費斷電、在線繳費充值送電、遠程控制等功能。主要功能特點包括：
① 強弱電分離設計。
② 雙向電能計量。
③ 預付費。
④ 參數可編程。
N32L406應用優勢：N32L406采用增強工業級可靠性技術，適應復雜電氣環境，增強電表可靠性。芯片基于Cortex-M4F內核，支持FPU浮點運算，提供1.25DMIPS/MHz的優異性能，在STOP2模式下工作電流約為2uA，低功耗運行模式工作電流在1mA以內，可以有效降低產品功耗。片內集成2個SPI，速率可達16Mbps；5個串口波特率可配置，支持DMA，最高波特率可達2Mbit/s，可以滿足電表產品各種應用功能高速接口需求。芯片具備硬件級高安全性，為代碼安全以及用戶數據安全提供保護。
4，熱表案例〡基于N32L436的超聲波熱量表
功能特點：超聲波熱量表為供熱系統收費提供結算數據并為其精細化管理提供數據支持，在集中供暖、中央空調和冷熱聯供等熱量計量收費的采暖設施等許多領域獲得了成功的應用，主要功能特點：
① 無機械葉輪轉動，不產生機械磨損，使用壽命遠遠長于機械式熱量表，且基本屬于免維護產品。
② 計量可靠性好，穿過熱量表前端過濾器的細小雜質，對超聲波熱量表精確計量不會造成影響。
③ 計量糾紛少，不堵塞，不磨損，利于供熱計量工作的順利進行。
N32L436應用優勢：N32L436支持FPU浮點運算，其Cortex-M4F內核高效支撐超聲波熱量表利用公式計算熱交換系統獲得的熱量。芯片內置12bit ADC最高達5.14Msps，可實現快速采集模擬量。具有多種低功耗模式，低功耗外設（LPUART）支持產品無線物聯網通訊以及降低產品電池更換等使用成本。芯片在-40℃~105℃工作溫度范圍、±4KV（HBM模型）ESD環境下可正常工作，使得產品能夠長時間適應復雜供熱水質條件，增強熱量表可靠性。集成高安全密碼算法硬件加速引擎，保證代碼安全以及用戶數據安全。
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