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低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

發(fā)布時間：2025-03-14 來源：我愛方案網責任編輯：lina

【導讀】智能燃氣表產品算法和功能相對比水表復雜，對表計產品的升級功能也有一定要求，除了MCU產品的低功耗特性外，還有電池供電和6年以上設備壽命等產品需求，這也意味著低功耗MCU產品成為表計行業(yè)MCU產品選型的關鍵指標。

智能燃氣表產品算法和功能相對比水表復雜，對表計產品的升級功能也有一定要求，除了MCU產品的低功耗特性外，還有電池供電和6年以上設備壽命等產品需求，這也意味著低功耗MCU產品成為表計行業(yè)MCU產品選型的關鍵指標。

另一方面，設備的聯網通信對MCU的安全加密能力也提出了要求。當前，低功耗、高性能、高安全的MCU產品已經成為了表計行業(yè)MCU選型的基本要求，特別是隨著國產MCU廠商產品技術的發(fā)展和提升，國產MCU產品開始廣泛應用到智能表計行業(yè)。

華大電子以Arm 32位為內核的系列安全MCU產品，可同時滿足智能水表的聯網通信技術和多種現代傳感技術要求。產品主要應用領域包括智能水表、便攜醫(yī)療、智能門鎖及其他電池供電的低功耗場景。

以下將分享一些華大電子MCU在智能表計行業(yè)中的應用優(yōu)勢及已量產的案例，以作參考。

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低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值

動態(tài)功耗管理策略

間歇喚醒機制：MCU在非計量時段（如夜間）進入深度休眠，僅保留RTC時鐘運行，功耗低于1μA。當檢測到水流信號（如霍爾傳感器觸發(fā)）時，可在5ms內喚醒系統，實現“按需工作”。

分級供電設計：通過PMU電源管理單元，對射頻模塊、計量模塊等分時供電，其獨立電源域可將通信模塊能耗降低60%。

、

邊緣計算能力升級

集成AI加速器的MCU支持本地執(zhí)行異常檢測算法：

通過機器學習模型識別水管泄漏特征（如持續(xù)微小流量），準確率超95%；

實時分析水質數據（濁度、pH值），發(fā)現異常立即上報，響應速度較云端方案提升10倍。

無線OTA與遠程診斷

基于低功耗藍牙（BLE）或NFC的固件升級功能，使水表無需拆卸即可完成算法優(yōu)化。部分MCU支持AES-256加密傳輸，確保OTA過程安全，同時通過內置自檢（BIST）功能，遠程診斷硬件故障，維護效率提升70%。

華大電子CIU32L061N8PA智能燃氣表方案

低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

該方案采用CIU32L061N8PA安全MCU為主控芯片，芯片最高主頻可達48MHz，內置128K Flash，可實現大量數據的存儲和高速處理。方案使用紐扣電池作為備用電源，在VBAT模式下維持RTC走時與備份寄存器可確保10年使用壽命。LCD顯示屏使用MCU內部電荷泵供電，即使在惡劣供電條件下也可保證LCD的顯示效果。

方案特點：

1.支持超聲波、霍爾、光電等傳感器進行流量計量

2.NB-IOT通信，可實現遠程抄表、充值

3.采用電池供電，待機功耗低于10μA

4.支持閥門異常狀態(tài)檢測功能，確保用氣安全。

華大電子CIU32L041智能水表解決方案

低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

智能水表解決方案主控芯片為華大電子CIU32L041，基于Arm內核，最高頻率可達48MHz。該產品具有超低功耗、高集成度、高可靠性、高安全的特點。內部集成LCD、ADC、VREFBUF、低功耗COMP、多種定時器、多個USART/I2C/SPI 等豐富的外設資源，支持SM4 安全加密算法。

方案特點

支持霍爾、無磁、光電直讀和超聲波四種流量計量方式，其中超聲波傳感器可通過LPUART喚醒MCU，波特率可達9600bps

整機待機，維持LCD顯示，工作電流平均可低至10uA

NB-IOT通訊，可實現遠程抄表、充值

低功耗模式下實時監(jiān)測電池電量，低電量自動關閥

VBAT模式下RTC走時與備份寄存器保持，可采用紐扣電池供電，省去小鋰電池用作備用電源的成本

華大電子CIU32L061三相電表應用方案

低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

方案采用華大電子CIU32L061為主控芯片，最高頻率可達 48MHz，支持獨立的備份電源供電，內部集成 LCD、ADC、DAC、內部參考電壓源 VREFBUF、超低功耗比較器、 LPUART、多個 USART/I2C/SPI、RTC、多種定時器等豐富的外設資源；方案具有分時計費和分階梯計費、電壓、電流、功率測量等功能，信息采用LCD顯示方式，支持RS485通信、紅外通信。

方案優(yōu)勢：

RTC內置溫度傳感器，可提供完整的溫度補償方案

支持VBAT模式，功耗低

IRTIM可產生紅外控制信號

應用場景：

智能表計、便攜醫(yī)療、智能門鎖、其他電池供電的低功耗場景

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低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

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低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值與實戰(zhàn)方案

低功耗MCU在智能水表場景中的關鍵應用價值

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