商業(yè)推動(dòng)智能能量很容易理解;電力的成本節(jié)省1 kW-hr據(jù)估計(jì)在1.7美分，而成本生成1 kW-hr現(xiàn)在認(rèn)為是10美分左右。但是你看看這些數(shù)字，有儲(chǔ)蓄。立法也起到了一定的作用，隨著政府渴望被視為進(jìn)步是建立智能能源的要求，供應(yīng)商必須遵守。

　　公用事業(yè)公司有義務(wù)的安裝和維護(hù)一個(gè)智能能源網(wǎng)絡(luò)意味著他們顯然會(huì)招致成本最初，大概的了解以后，他們將獲得收益。然而，智能電表的成本和功能必須低和全面，如果供應(yīng)商都看到這些潛在的好處。

　　施壓，或創(chuàng)造一個(gè)機(jī)會(huì)，半導(dǎo)體制造商生產(chǎn)正確的解決方案，這些解決方案日益用于單片機(jī)但是非常具體的特性對(duì)于這個(gè)快速發(fā)展的市場(chǎng)。

　　在你的網(wǎng)絡(luò)

　　智能電網(wǎng)的關(guān)鍵是在創(chuàng)建沒(méi)有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，但是一系列的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增加，在一定程度上，他們包含所有需要的設(shè)備監(jiān)控。這引發(fā)了網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)，如國(guó)內(nèi)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（漢族）和附近區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（南），反過(guò)來(lái)，變成一個(gè)局域網(wǎng)（LAN）和/或廣域網(wǎng)（WAN）。

　　協(xié)議和每一點(diǎn)物理接口可能會(huì)不同，所以保存安全、性能和數(shù)據(jù)完整性在每個(gè)階段需要設(shè)備，了解這些要求，并且能夠使用在這些限制。

　　圖1：飛思卡爾提供了一個(gè)廣泛的單片機(jī)針對(duì)特定領(lǐng)域的智能電網(wǎng)。

　　圖1顯示了飛思卡爾的建議家庭能源管理系統(tǒng)，有許多功能，包括收集的實(shí)時(shí)智能電表和其他內(nèi)部設(shè)備的能源消耗，提供關(guān)于如何使用能源在本地用戶反饋，允許用戶控制其他本地連接設(shè)備;并提供一個(gè)無(wú)處不在的寬帶連接的鏈接。同時(shí)系統(tǒng)將基于的核心處理器，無(wú)線接口將由設(shè)備等實(shí)現(xiàn)MKW20.

　　這個(gè)帶無(wú)線支持的單片機(jī)有一只手臂Cortex-M4核心的核心，加上內(nèi)部完全兼容802.15.4收發(fā)器提供服務(wù)，可以操作一個(gè)十六歲的可選擇的渠道在2.4 GHz頻率的ISM波段（圖2）。

　　圖2：?jiǎn)纹瑱C(jī)集成射頻收發(fā)器，如飛思卡爾的MKW20家庭，預(yù)計(jì)將在智能電網(wǎng)的高需求。

　　類似的單片機(jī)，基于8位8051核心，是可用的硅實(shí)驗(yàn)室。的Si106x x / 108家庭定位智能計(jì)量應(yīng)用程序，特別是從電池提供電力，20年來(lái)這個(gè)家庭可以操作在一個(gè)電池，根據(jù)硅實(shí)驗(yàn)室。這可能是有用的設(shè)備將形成漢族的一部分，如下介紹。

　　集成

　　米預(yù)計(jì)將有許多不同的形狀和大小，不僅監(jiān)控使用的能量但幾乎任何效用，或其效果。典型的公用事業(yè)，當(dāng)然，氣體和水，所以流米將形成一個(gè)大的一部分。使用類似Si106xx / 8 xx可以一起工作的另一個(gè)單片機(jī)專用計(jì)量功能，當(dāng)然一些制造商可能需要所有這些功能合并為一個(gè)設(shè)備。

　　對(duì)于一些單片機(jī)這可能是一個(gè)挑戰(zhàn)，但是愛(ài)特梅爾公司專門為這個(gè)應(yīng)用程序已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)解決方案面積：SAM4C系列。描述這些是單片機(jī)作為智能能源應(yīng)用soc，不難看出為什么。首先，設(shè)備在這個(gè)范圍內(nèi)整合兩個(gè)胳膊Cortex-M4核心;一個(gè)（稱為應(yīng)用程序或主核心）是一個(gè)Cortex-M4運(yùn)行在120 MHz，特點(diǎn)是內(nèi)存保護(hù)單元和DSP指令。第二個(gè)（稱為協(xié)同處理器和打算運(yùn)行計(jì)量函數(shù)）是一個(gè)Cortex-M4F和功能一個(gè)單精度浮點(diǎn)單元（FPU）。圖3顯示了一個(gè)框圖的SAM4C系列具有雙核架構(gòu)。

　　圖3:Atmel SAM4C系列提供了雙手臂Cortex-M4核心結(jié)合應(yīng)用程序代碼與通信和安全。

　　它支持高性能AES 128至256加密和特性TRNG（真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器），公鑰加速器和完整性檢查模塊基于安全散列算法（SHA1，SHA224 SHA256）。它還提供了四個(gè)物理反篡改檢測(cè)I / o時(shí)間戳和立即清楚一般備份寄存器。這些特性允許SAM4C系列集成應(yīng)用程序?qū)?、通信層和安全功能在一個(gè)單一的設(shè)備。

　　對(duì)安全的需要，顯然，高智能能源應(yīng)用程序，這里是一些制造商在哪里真正推動(dòng)技術(shù)提供新的和創(chuàng)新的解決方案，所述下一個(gè)。

　　窺探

　　現(xiàn)在許多單片機(jī)提供片上加密符合標(biāo)準(zhǔn)包括3 des、AES、RSA和ECC和已經(jīng)用于協(xié)議如無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、wi - fi和藍(lán)牙。硬件加速的加密技術(shù)也變得越來(lái)越普遍，尤其是在單片機(jī)針對(duì)智能能源領(lǐng)域。加密算法運(yùn)行不可或缺的一部分存儲(chǔ)和在這里是安全的關(guān)鍵德州儀器的基于鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器（弗拉姆號(hào)）MSP430的設(shè)備可能會(huì)特別感興趣的。

　　??像閃存，弗拉姆號(hào)不需要電荷泵，這有兩個(gè)好處，首先它意味著單片機(jī)需要較少的權(quán)力內(nèi)存讀/寫，使這樣做可行更經(jīng)常在一個(gè)電池驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序。智能電器、智能流量計(jì)或智能熱量表這將為電池變化之間time-in-service提供顯著的好處。但也許更重要的是，從安全的角度，就是因?yàn)闆](méi)有電荷泵，沒(méi)有“警示”power-spike發(fā)生之前存儲(chǔ)的關(guān)鍵。這個(gè)簽名是不受歡迎的入侵者會(huì)尋找為了捕捉的關(guān)鍵。

　　MSP430F6家族的另一個(gè)好處，在安全敏感的應(yīng)用程序，是保證它將完成一個(gè)弗拉姆號(hào)寫即使權(quán)力過(guò)程中被移除。它達(dá)到這樣的目標(biāo)，集成收發(fā)器電容存儲(chǔ)足夠的電力來(lái)完成這個(gè)過(guò)程。這與一個(gè)Flash或EEPROM-based設(shè)備，必須復(fù)制的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在停電的情況下的過(guò)程。顯然，從安全的角度，將是更好的避免這種情況下，和“弗拉姆”提供了這種優(yōu)勢(shì)。

　　結(jié)論

　　智能電網(wǎng)和智能計(jì)量行業(yè)自然是由標(biāo)準(zhǔn)IEC 62056、覆蓋等公認(rèn)的規(guī)范dlm（設(shè)備語(yǔ)言信息規(guī)范）和COSEM（同伴規(guī)范能源計(jì)量），以及協(xié)議包括無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、藍(lán)牙和wifi（更不用說(shuō)線程、失重等現(xiàn)在出現(xiàn)）。支持這些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并能提供一定程度的分化，是半導(dǎo)體供應(yīng)商剩余的關(guān)鍵在這個(gè)市場(chǎng)，并繼續(xù)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新和有利的解決方案。幸運(yùn)的是，這個(gè)行業(yè)就是這樣充滿創(chuàng)新和智能家居的承諾，物聯(lián)網(wǎng)，甚至行業(yè)4.0都畫(huà)得更近。這種新的景觀將確保供應(yīng)安全，和發(fā)揮重要作用在降低能源成本，在所有情況下。

　　圖4：飛思卡爾智能電網(wǎng)和計(jì)量解決方案概述。