想象一下，如果您能看到世界上任何地方的房屋或任何商业公寓的能源消耗，那将是多么美好。听起来不酷吗？引入了智能计量的概念。那么什么是智能电表？–智能电表是一种从15年开始发展的电子设备，它可以记录电力消耗，并像其他普通电表一样向电商提供信息以进行计费。
Paraskevakos于1974年获得了这项特殊技术的美国专利。他于1977年创立了Metretek，该公司开发并生产了第一套全自动，可商用的远程抄表和负载管理系统，并且没有互联网连接。哪些国家拥有智能电表？–已在意大利，芬兰，瑞典完成推广。在某些欧洲国家/地区已经计划或正在实施推出。到2020年左右，将有17个欧洲国家/地区推出智能电表。
智能电表需要什么？
- 高速，强大的无线和有线通信。
- 实时或近乎实时地记录用电量，并可能在本地生成电，例如在使用光伏电池的情况下。
- 电流互感器，分流器或其他传感器的准确电流和电压测量。
- 防磁和机械篡改的安全性
描述
由于给定的设计可以操作直接由交流电源供电的硬件；如果您想实施，最好是经过适当技术培训的专业人员应该操作硬件。该设计分别使用德州仪器（TI）CC3200MOD和MSP430i2040作为通信和电表的开发平台。从TI设计TIDM-3OUTSMTSTRP作为计量数据源开始，添加了使用CC3200MOD设计的通信板以进行Wi-Fi通信。然后可以读取计量数据，并可以使用浏览器控制继电器。
电路原理图
MSP430i2040 — 16位混合信号微控制器
MSP430i2040在本设计中用作度量处理器。它的四个24位sigma-delta模数转换器（ADC）可以进行准确的能量测量，提供三个交流电源插座的电压，电流，功率（有功，无功，视在），功率因数和频率的读数。MSP430i2040只需要几个无源外部组件即可直接连接到分压器和电流分流器，以进行电压和电流测量。
CC3200 —简单链接Wi-Fi CC3200片上互联网无线MCU模块
CC3200MOD在此设计中用作Wi-Fi控制器，该控制器集成了ARM®Cortex™-M4 MCU，允许客户使用单个设备开发整个应用程序。借助片上Wi-Fi，Internet和强大的安全协议，不需要事先具备Wi-Fi经验就可以加快开发速度。
UCC28910，UCC28911高压反激开关
无需光耦合器的恒压（CV）和恒流（CC）输出调节，具有热关断，低压和输出过压保护功能。
ULN2003LV 7通道继电器和感应负载吸收器驱动器
它具有7通道大电流吸收器驱动器，并支持高达8V的输出上拉电压。
智能电表设计
1.计量
本设计使用MSP430i2040作为计量处理器。TI设计TIDM-3OUTSMTSTRP用作计量部分的平台。硬件和固件稍作修改，以添加继电器控制，使其过零。
2.计量数据访问
此设计使用CC3200上的HTTP Web服务器从MSP430i2040计量硬件传输数据。此传输允许在任何平台上使用Web浏览器访问计量数据。HTTP服务器侦听HTTP套接字（默认为80），然后通过从串行闪存中检索网页文件来处理请求（HTTP GET或HTTP POST）。然后，服务器调用HTTP事件处理程序以对变量内容进行操作。然后，它组成一个HTTP响应，并通过Wi-Fi链接发送回客户端。
3，处理动态数据项
为了允许使用具有动态内容的HTML文件读取计量数据，HTTP Web服务器支持一组预定义的令牌，这些令牌将由服务器动态替换为动态生成的内容。一些令牌是在HTTP服务器中预定义的，其他令牌可以在用户应用程序中定义。
HTTP服务器扫描HTML页面中的“ __SL_G_”前缀。如果服务器找到前缀，它将检查完整的令牌。与已知令牌匹配后，它将用与该令牌匹配的适当数据（字符串）替换HTML中的令牌。如果令牌不在预定义列表中，则服务器将使用令牌名称生成get_token_value异步事件。该请求最终调用main.c代码文件中的HTTP事件处理程序。然后，处理程序解释令牌，并使用send_token_value响应令牌值。 HTTP Web服务器使用此令牌值并将其返回给客户端。要将数据从客户端发送到HTTP服务器，服务器将检查“ __SL_P_”前缀。然后，服务器遍历参数列表并检查每个变量名称，以查看其是否与已知的预定义标记之一匹配。如果变量名称与预定义的令牌匹配，则服务器将处理这些值。如果HTTP Web服务器收到一个HTTP POST请求，其中包含不在预定义列表中的令牌，则服务器会向主机生成一个post_token_value异步事件，该事件包含以下信息：表单操作名称，令牌名称和令牌值。然后，主机可以处理所需的信息。令牌名称和令牌值。然后，主机可以处理所需的信息。令牌名称和令牌值。然后，主机可以处理所需的信息。
4.
为了促进动态数据的使用，为要检索的数据集定义了用户定义的令牌：
浏览德州仪器（TI）的Wi-Fi能源监控文档链接-http://www.ti.com/tool/TIDC-WIFI-METER-READING，了解事件处理，硬件连接以及下载软件文件的详细说明，请参阅上面链接的名称为TIDC-WIFIMETER-READING。使用自解压缩的可执行文件分发软件文件，该文件默认安装在用户桌面上的TIDCWIFI-METER-READING-SOFTWARE上。
- 连接硬件后，将固件下载到其相应的硬件。
- 连接完成后，您将进入编程部分。通过将Wi-Fi模块上的SOP2 DIP开关切换到ON位置，将Wi-Fi模块设置为编程模式。
- 加载固件并按照链接中的说明进行设置后，就可以进行测试了。
测试设置
要测试设计，请设置固件随附的硬件。然后将交流电压施加到配电盘的交流输入。TIDM-3OUTSMTSTRP上的LED指示灯将点亮；Wi-Fi上的LED也应闪烁。要开始测试，请使用具有Wi-Fi的智能手机，平板电脑或PC。查找SSID“ mysimplelink-XXXXXX”（其中“ XXXXXX”是六位十六进制数字）并连接到它。启动浏览器并输入URL“ mysimplelink.net”。将显示主页，在左上角显示电表的名称（即“ MSP430i2040 3 SOCKET POWER STRI”）。然后单击“阅读”以查看详细信息。
毫无疑问，智能计量的潜在好处。智能电表对于所有市场参与者都是必不可少的：
- 让计量公司减少抄表成本；
- 希望为将来准备电网的电网运营商；
- 适用于希望引入新的客户定制服务并降低呼叫中心成本的能源供应商；
- 使政府达到节能和能效目标并改善自由市场流程；
- 让最终用户提高能源意识，减少能源使用和能源成本。
在所有通信都已数字化和标准化（互联网，电子邮件，SMS，聊天框等）并且“数字智能”成本仍在迅速降低的世界中，引入智能计量似乎也是合乎逻辑的一步。许多官员认为，智能电表对健康的影响并不危险。尽管这项研究正在进行中，但全世界的人们都在报告无线正在影响他们的健康。
人们发现智能电表非常精确，对电费的更多控制使我们拥有了一个电表。
关于作者
Priyanka Umrani在印度德州仪器（TI）担任模拟布局设计工程师