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方案簡介
基于國家電網的單相智能物聯電能表符合國際法制計量組織的IR46標準要求，把電能計量功能與管理功能分開，計量單元程序固化后不能更改，管理單元功能程序可以進行自升級，并且管理模塊的損壞不影響到計量單元的正常運行。
智能物聯網表以前采用單芯SOC方案，成本高，不利于推廣普及。國家電網最近一次物聯電能表招標明確提出物聯電能表招標限價的要求，降低物聯電能表的成本是各表廠迫在眉睫的課題。本方案采用銳能微公司的單片機RN8611和計量芯片RN820
9D，計量與控制MCU分離，降低成本提高性能。其技術指標符合國家電網公司發布的《Q/GDW 10364-2020 單相智能電能表技術規范》和《Q/GDW 10365-2020智能電能表信息交換安全認證技術規范》。
單相基表主要功能：
電能計量功能
具有正向、反向有功電能量，正向、反向諧波電能量，正向、反向基波電能量和四象限無功電能量計量功能。
法制時鐘功能
采用具有溫度補償功能的內置硬件時鐘電路，內部時鐘輸出頻率為 1Hz；具有日歷、計時、閏年自動轉換功能；支持普通校時和廣播校時。
分鐘凍結功能
正向、反向有功總電能，電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、一分鐘平均有功功率、一分鐘平均無功功率、功率因數按 1min間隔至少應保存 1年。正向、反向基波總電能，正向、反向諧波總電能，四象限無功電能按15min間隔至少應保存 1年。凍結內容中電能量配置為 6位小數電能。
事件記錄功能
a）記錄普通校時總次數以及最近 10次校時前后的時刻;
b）記錄廣播校時總次數以及最近 100次校時前后的時刻；
c）記錄管理模組插拔總次數，最近 10次插拔發生時刻、結束時刻及對應的電能量數據等信息；
d）記錄管理模組軟件在線升級的總次數，以及最近 10 次升級前版本信息、升級后版本信息、升級結果及對應的電能量數據等信息；
e）記錄開端鈕蓋總次數，最近 10 次開端鈕蓋事件的發生、結束時刻以及開端鈕蓋發生時刻的電能量數據，停電期間，電能表只記錄最早的一次開端鈕蓋事件；
f） 記錄開表蓋總次數，最近 10 次開表蓋事件的發生、結束時刻以及開表蓋發生時刻的電能量數據，停電期間，電能表只記錄最早的一次開表蓋事件；
g）記錄計量模組掉電總次數，最近 100次掉電事件的發生、結束時刻；
h）永久記錄電能表清零事件的發生時刻及清零時的電能量數據。
與管理模組同步通信功能
a）上電后計量模組應在 3s內配置好通信接口，處于通信接收狀態等待接收數據；
b）計量模組與管理模組采用SPI通信，管理模組為主，計量模組為從，SPI通信支持最大2000字節的數據幀大小；
c）計量模組SPI 具備不低于2Mbps的通信能力；
d）計量模組與管理模組之間的數據交互支持 DL/T 698.45 協議。
與管理模組異步通信的功能
a）接口通信速率為115200bps，電能表在上電8s內應能夠進行通信；
b）計量模組與管理模組異步通信時，管理模組為主，計量模組為從，計量模組與管理模組內部通信命令以外的通信均通過此通信接口；
c）接口通信應支持 DL/T698.45協議。
信號輸出功能
a）所有信號的輸出不可關閉，信號輸出不應受到管理模組故障影響；
b）電能脈沖：應具備與所計量的電能量成正比的有功脈沖、無功脈沖、正向諧波有功脈沖、反向諧波有功脈沖輸出；
c）其它脈沖：應具備法制時鐘信號、復位信號、掉電信號輸出，時鐘信號輸出為秒脈沖。
RN8611產品特點:
集成度 | 32bit ARM MO CPU + 最大 512KB FLash/100KB SRAM+獨立供電硬件溫補 RTC+ LCD 控制器。 |
工作電壓電壓 | 2.3V~5.5V 電壓范圍保證 CPU 正常工作； 2.5V~5.5V 電壓范圍保證 RTC 溫補正常； 1.8V~5.5V 電壓范圍萬年歷計時正常。 |
運行時鐘 | 32.768KHz 單晶振和 32.768KHz 晶振+外部高頻晶振條件下，CPU 最高工作頻率都可達到 29.4912MHz; 內部高頻 RCH 最高可工作在 29.5Mhz 下，全溫度范圍可保證士1%精度，可用作備份時鐘。 |
低功耗 | CPU 子系統工作在 32.768KHz 下功耗優于 18 uA; 休眠模式下芯片整體功耗約為 7μA(RTC 自動溫補:ram 保持; CPU 及數字外設不掉電;中斷喚醒); VBAT 域功耗典值約為 1.8 uA； 開啟溫補時間約為 2ms，溫度典型功耗 250 A，如果 30 秒開啟一次，平均功耗為0.016μA; LCD 功耗約為 5uA，常顯芯片整體功耗 13uA (電阻串分壓模式，含 6COM 顯示屏 功耗); LCD 功耗約為 10uA，常顯芯片整體功耗 18uA (電荷泵模式，含 8COM 顯示屏功耗) 。 |
高性能RTC | RTC 在全溫度范圍 (-40 度~85 度) 內秒脈沖誤差<5ppm，最小校正刻度為 0.0339ppm; 硬件自動溫補，滿足標準要求的精度和功耗，溫補不需要 CPU 參與； 溫度傳感器: -25C~70°C范圍內測溫精度為+/-1 °C; 萬年歷及自動溫補電路獨立使用VBAT引腳供電。 |
RN8611內部框圖：
RN8209D芯片特性:
采樣通道 | 三路ΣΔ(Sigma-Delta)ADC，分別為電壓通道、電流通道A、電流通道B |
通道增益 | IA通道PGA支持 4、8、12、16(缺省)、24、32 倍; B通道 和U通道 PGA 支持1、2、4 倍 |
電能精度 | 火線(A 路)有功計量性能，在 20000:1 動態范圍內，非線性誤差<0.1% 火線無功計量性能，在 20000:1 動態范圍內，非線性誤差<0.1% |
有效值精度 | 提供三路有效值測量，IA 通道在 2000:1 動態范圍內，非線性誤差<0.1%; IB 和U通道在 1000:1 動態范圍內，非線性誤差<0.1% |
功率脈沖 | 提供火線、零線(B 路)兩路無功功率脈沖輸出，支持雙路無功功率 提供一路脈沖頻率發生器，可用于對用戶自定義功率進行電能量累加積分 提供三路 ADC 的瞬時采樣值，支持瞬時采樣值更新中斷 |
