基于復(fù)旦微電子FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)

基于復(fù)旦微電子FM33LE026的物聯(lián)水表在采用125K射頻卡的基礎(chǔ)上同時(shí)具有NB和藍(lán)牙通訊。擁有強(qiáng)磁報(bào)警、電池欠壓、欠費(fèi)透支等功能，液晶可以實(shí)時(shí)顯示水表用量、剩余金額、信號(hào)強(qiáng)度以及用戶信息等數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)簡(jiǎn)介

主控芯片采用復(fù)旦微電子FM33LE026,使用6×30段LCD顯示，通過內(nèi)部比較器與定時(shí)器PWM輸出來實(shí)現(xiàn)125K射頻卡的讀寫。多個(gè)低功耗UART可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙與NB模塊的通訊。

FM33LE0xx系列MCU低功耗性能優(yōu)異，在休眠模式下僅有1uA左右的功耗，適合各類低功耗應(yīng)用場(chǎng)景。

系統(tǒng)參數(shù)

推薦工作電壓：3.2-3.6V

靜態(tài)功耗：小于20uA

刷卡平均電流：8mA左右

閥門正常開關(guān)電流：小于35mA

NB上報(bào)平均功耗（信號(hào)值為20的情況下）：24.5mA

功能模塊以及原理圖

FM33LE026最大支持128KB Flash、16KB RAM，并具有豐富的片上外設(shè)，包括5×UART、2×LPUART、1×I2C&I2C-SMBUS、2×SPI，其內(nèi)部集成了12bit-2Msps SAR-ADC、2×COMP和LCD等驅(qū)動(dòng)。

1.主控MCU

基于FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)的主控MCU原理圖

2.125K射頻卡

特點(diǎn)：采用定時(shí)器輸出125K射頻信號(hào)配合內(nèi)部比較器

基于FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)的125K射頻卡原理圖

3.閥門控制

特點(diǎn)：具有2線閥控與5線閥控

基于FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)的閥門控制原理圖

4.NB通訊

基于FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)的NB通訊原理圖

5.藍(lán)牙通訊

基于FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)的藍(lán)牙通訊原理圖

6.觸摸按鍵：可通過按鍵實(shí)現(xiàn)NB上報(bào)

基于FM33LE026物聯(lián)水表設(shè)計(jì)的觸摸按鍵原理圖

軟件系統(tǒng)框架

1.軟件主要實(shí)現(xiàn)功能

預(yù)付費(fèi)功能：具有階梯預(yù)付費(fèi)功能，設(shè)有報(bào)警、欠費(fèi)、透支等標(biāo)志，可通過本地射頻卡以及NB和藍(lán)牙執(zhí)行充值等卡功能；

閥控功能：根據(jù)當(dāng)前表狀態(tài)進(jìn)行開關(guān)閥控制；

后付費(fèi)功能：水表通過NB定時(shí)上報(bào)用水量，平臺(tái)實(shí)施扣費(fèi)功能；

通訊功能：NB定時(shí)上報(bào)與事件上報(bào)、藍(lán)牙和NB抄表、設(shè)置參數(shù)以及閥門控制；

液晶顯示功能：通過段碼屏可顯示年月用水量、剩余金額、表狀態(tài)、用戶信息等數(shù)據(jù)；

電池欠壓功能：可通過液晶顯示以及NB上報(bào)狀態(tài)字查看；

自檢功能：具有防止銹蝕以及防止電池鈍化功能；

防磁干擾功能：可通過液晶顯示以及NB上報(bào)狀態(tài)字查看，可配置強(qiáng)磁關(guān)閥功能；

數(shù)據(jù)保護(hù)：采用數(shù)據(jù)雙備份。

2.系統(tǒng)使用外設(shè)單元

FM33LE0系列資源簡(jiǎn)介

系統(tǒng)運(yùn)行在8M主頻下，具有高穩(wěn)定性和低功耗；

采用深度休眠模式，休眠下LCD常顯；

采用1個(gè)PWM與1路比較器實(shí)現(xiàn)125K射頻卡解調(diào)；

ADC采樣電池電壓、溫度以及采樣2線閥控時(shí)閥門的堵轉(zhuǎn)電流；

RTC定時(shí)喚醒處理事件；

通過兩路UART分別實(shí)現(xiàn)NB和藍(lán)牙通訊；

使用看門狗提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

結(jié)束語

基于高可靠性、高穩(wěn)定性和極具性價(jià)比的復(fù)旦微電子FM33LE026為核心的水表開發(fā)平臺(tái)，成功開發(fā)出射頻卡+藍(lán)牙+NB物聯(lián)水表，滿足市面上智能水表客戶的多方位要求，順利通過客戶的長(zhǎng)期各種極限測(cè)試，已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。

上海復(fù)旦微電子集團(tuán)股份有限公司（“復(fù)旦微電”，上交所科創(chuàng)板證券代碼：688385.SH；“上海復(fù)旦”，港交所股份代號(hào)：01385.HK）是國(guó)內(nèi)從事超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)（測(cè)試）和提供系統(tǒng)解決方案的專業(yè)公司。公司于1998年7月創(chuàng)辦，并于2000年在香港上市，2014年轉(zhuǎn)香港主板，是國(guó)內(nèi)成立最早、首家上市的股份制集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。2021年登陸上交所科創(chuàng)板，形成“A+H”資本格局。集團(tuán)現(xiàn)已建立健全安全與識(shí)別芯片、非揮發(fā)存儲(chǔ)器、智能電表芯片、FPGA芯片和集成電路測(cè)試服務(wù)等產(chǎn)品線。產(chǎn)品行銷30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，廣泛應(yīng)用于金融、社保、汽車電子、城市公共交通、電子證照、移動(dòng)支付、防偽溯源、智能手機(jī)、安防監(jiān)控、工業(yè)控制、信號(hào)處理、智能計(jì)算等眾多領(lǐng)域。

復(fù)旦微電子是國(guó)內(nèi)最早起步進(jìn)行智能電表專用MCU芯片研發(fā)、設(shè)計(jì)及應(yīng)用的芯片設(shè)計(jì)公司。目前復(fù)旦微電子MCU已廣泛應(yīng)用于智能電表、汽車電子、智能水氣熱表、工業(yè)控制、儀器儀表、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、傳感檢測(cè)、家用電器、消費(fèi)電子、健康醫(yī)療、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)、新能源等多個(gè)領(lǐng)域。