物联水表

基于复旦微电子FM33LE026的物联水表在采用125K射频卡的基础上同时具有NB和蓝牙通讯。拥有强磁报警、电池欠压、欠费透支等功能,液晶可以实时显示水表用量、剩余金额、信号强度以及用户信息等数据。

系统简介

主控芯片采用复旦微电子FM33LE026,使用6×30段LCD显示,通过内部比较器与定时器PWM输出来实现125K射频卡的读写。多个低功耗UART可以实现蓝牙与NB模块的通讯。

FM33LE0xx系列MCU低功耗性能优异,在休眠模式下仅有1uA左右的功耗,适合各类低功耗应用场景。

系统参数

  • 推荐工作电压:3.2-3.6V

  • 静态功耗:小于20uA

  • 刷卡平均电流:8mA左右

  • 阀门正常开关电流:小于35mA

  • NB上报平均功耗(信号值为20的情况下):24.5mA

功能模块以及原理图

FM33LE026最大支持128KB Flash、16KB RAM,并具有丰富的片上外设,包括5×UART、2×LPUART、1×I2C&I2C-SMBUS、2×SPI,其内部集成了12bit-2Msps SAR-ADC、2×COMP和LCD等驱动。

1.主控MCU

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基于FM33LE026物联水表设计的主控MCU原理图

2.125K射频卡

特点:采用定时器输出125K射频信号配合内部比较器

基于FM33LE026物联水表设计的125K射频卡原理图

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3.阀门控制

特点:具有2线阀控与5线阀控

基于FM33LE026物联水表设计的阀门控制原理图

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4.NB通讯

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基于FM33LE026物联水表设计的NB通讯原理图

5.蓝牙通讯

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基于FM33LE026物联水表设计的蓝牙通讯原理图

6.触摸按键:可通过按键实现NB上报

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基于FM33LE026物联水表设计的触摸按键原理图

软件系统框架

1.软件主要实现功能

  • 预付费功能:具有阶梯预付费功能,设有报警、欠费、透支等标志,可通过本地射频卡以及NB和蓝牙执行充值等卡功能;

  • 阀控功能:根据当前表状态进行开关阀控制;

  • 后付费功能:水表通过NB定时上报用水量,平台实施扣费功能;

  • 通讯功能:NB定时上报与事件上报、蓝牙和NB抄表、设置参数以及阀门控制;

  • 液晶显示功能:通过段码屏可显示年月用水量、剩余金额、表状态、用户信息等数据;

  • 电池欠压功能:可通过液晶显示以及NB上报状态字查看;

  • 自检功能:具有防止锈蚀以及防止电池钝化功能;

  • 防磁干扰功能:可通过液晶显示以及NB上报状态字查看,可配置强磁关阀功能;

  • 数据保护:采用数据双备份。

2.系统使用外设单元

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FM33LE0系列资源简介

  • 系统运行在8M主频下,具有高稳定性和低功耗;

  • 采用深度休眠模式,休眠下LCD常显;

  • 采用1个PWM与1路比较器实现125K射频卡解调;

  • ADC采样电池电压、温度以及采样2线阀控时阀门的堵转电流;

  • RTC定时唤醒处理事件;

  • 通过两路UART分别实现NB和蓝牙通讯;

  • 使用看门狗提高系统稳定性。

结束语

基于高可靠性、高稳定性和极具性价比的复旦微电子FM33LE026为核心的水表开发平台,成功开发出射频卡+蓝牙+NB物联水表,满足市面上智能水表客户的多方位要求,顺利通过客户的长期各种极限测试,已经进入批量生产阶段。

来源:复微MCU爱好者天地(作者:南京飞腾刘健健)

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