智能電表依托A/D轉換器對用戶電流、電壓開展實時采集，經由CPU開展分析處理，實現正反向、峰谷或者四象限電能的計算，進一步將電量等內容經由通信、顯示等方式予以輸出。A/D轉換器在單位時間內所發出脈沖數量的多少將直接決定著電表計量的準確度，因此這個模擬前端是計量性能的關鍵。

該方案可應對多種智能電表的通信挑戰，無論是幅員遼闊的山區農田還是密集的城鎮。如果在開闊地域特別是邊遠山區實現智能電網，只能依賴搭載5G技術的智能電表終端。而在針對城市部署時，則必須通過數據記錄器實現Sub-GHz通信或通過電力線通信（PLC）實現有線連接。

以瑞薩電子RL78低功耗16位MCU產品系列的RL78/I1B與RL78/I1C為核心的智能電表解決方案具有超低功耗，用于智能電表，有利于電網的低碳節能并可大幅降低電池維護成本。

01安全性

首先，從安全性來看。由于常規智能電表在向通信模塊傳輸功率測量MCU測得的電表功率數據時，智能電表需要具備符合DLMS標準的認證和加密/解密功能。本方案搭載的瑞薩RL78/I1C微控制器集成了AES硬件引擎，較軟加密能夠實現20倍或更高的加密解密速度提升。

同時為了滿足智能電表的數據運算需求，RL78/I1C微控制器的片上鎖相環（PLL）可將最大工作頻率從24MHz提升到32MHz，從而將算術運算能力增強30%。

02計量性能

其次，從計量性能來看。RL78 /I1C系列微控制器集成了高精度智能電量計量功能，如24位Delta-Sigma A/D操作、AES H/W集成、高達256 KB閃存、32位MAC（Multiply和累積）功能，為RTC提供獨立電源、增強電池管腳（Vbat）功能以實現斷電操作以及硬件過零檢測。

高溫度系數的內部參考電壓提升了穩定性能。段式LCD驅動程序支持8-COM。憑借這些特性，也使得該系列產品不僅能夠應用于低成本的靜態電表之上，還能夠為智能電表產品提供強大的性能支持與高度的運行穩定性。

RL78/I1C系列微控制器提供七種版本，片上存儲容量包括：64KB（用于低端單相電表）、128 KB（用于高端單相電表）和256 KB（用于三相電表）；封裝管腳數量包括：64管腳（滿足節省空間的需求）、80管腳（用于新興國家使用的單相電表、100管腳（旨在滿足高級應用的單相電表）。

03通信方面

除了RL78/I1C微控制器外，在通信方面，瑞薩智能單相電表解決方案中還搭載了RAA604S00和R9A06G037。RAA604S00是亞千兆赫波段無線通信解決方案，支持Wi-SUN標準，既支持與HEMS設備中必不可少的智能電表進行通信，又能與其它家庭設備通信。

R9A06G037 電力線載波通信（PLC）IC 支持G3-PLC標準和PRIME規范，并配備性能優異的通信處理軟件，且具備出色的抗噪能力。憑借這些器件，瑞薩的智能電表可以實現可靠的雙向通信性能。

瑞薩RA6M1 32位微控制器，該產品采用高性能Arm Cortex-M4內核，具有512kB閃存和256kB RAM，可滿足智能電表的數據傳輸等通信功能。此外，方案中搭載的PS2561FL光隔離器是符合G3過零檢測要求的設備的理想選擇，非隔離和隔離耦合設計都需求這一特性。

作為智慧城市建設的基礎，智能電表是智能電網基礎的節點之一，也是智能電網基礎數據的重要來源。未來，瑞薩電子將繼續開發基于RL78/I1B與RL78/I1C MCU的解決方案，從測量范圍、精度、智能技術、成本等多個方面促進智能電表技術的不斷發展。

編輯：jq