電子公用儀表與目前使用的傳統(tǒng)機械式和機電式儀表解決方案相比，具有很多優(yōu)勢。無論是氣表、水表、熱表，還是電表，都可以利用電子儀表的如下某些或全部特性：

　　?精度更高
　　?校準(zhǔn)容易
　　?防篡改保護(hù)
　　?自動抄表
　　?安全性好
　　?先進(jìn)的計費方式(分時計費和預(yù)付費等)

　　電子儀表的設(shè)計不一定要采用復(fù)雜的實現(xiàn)方式。在本文所介紹的實例中，通過基于單片機(MCU)的脈沖計數(shù)器可以大大簡化各類儀表的實現(xiàn)。圖1給出了一種基于MCU的典型計數(shù)器的組成框圖。

圖1 帶外部時鐘輸入的MCU 8位或16位定時器

　　精度更高

　　儀表是根據(jù)測量精度進(jìn)行分類的。例如，一個機械式電表的典型精度是2%左右。相比之下，一個普通的電子電表可以達(dá)到0.2%的測量精度。如果在儀表設(shè)計中使用MCU，那么就能夠通過改變軟件參數(shù)調(diào)節(jié)測量精度。這樣，只需開發(fā)一個硬件平臺就可以支持多級測量精度，因此可使儀表生產(chǎn)商簡化生產(chǎn)流程，且可為安裝儀表的公用事業(yè)公司帶來良好的規(guī)模經(jīng)濟。

　　校準(zhǔn)容易

　　常規(guī)的機械式儀表包含很多可動的部件。隨著使用時間的延長，這些部件可能需要重新調(diào)校，才能使儀表恢復(fù)正常狀態(tài)。調(diào)校時通常要把儀表拆卸下來并返回廠家進(jìn)行校準(zhǔn)，非常不便。但是通過使用MCU中的非易失性存儲器(EEPROM或Flash)就可以很方便的存儲或更新校準(zhǔn)信息，甚至可以設(shè)計為采用自動校準(zhǔn)的方式。

圖2 氣表結(jié)構(gòu)框圖

　　防篡改保護(hù)

　　一般來說，公用儀表最大的一個問題就是偷竊現(xiàn)象。在很多情況下，篡改儀表是為了改變測量結(jié)果。偷竊問題通常出現(xiàn)在電表上，形式多種多樣。根據(jù)電表的類型，某些儀表可能被反接而使電量計數(shù)遞減而不是遞增。另外，采用鋼鐵材料作旋轉(zhuǎn)盤片的老式儀表易受磁體的影響，會因此而減慢旋轉(zhuǎn)的速度，從而引起錯誤的電量測量結(jié)果。可以使用幾個簡單的方法來檢測電子儀表的篡改和偷竊現(xiàn)象。尤其對于電表來說，可以檢測到多種“典型”情況，如：

　　?負(fù)載不對稱(回路被接地，導(dǎo)致不對用電進(jìn)行計量)
　　?電表暫時斷開(或被旁路)
　　?使用永磁體使電流互感器飽和或停止計數(shù)器
　　?惡意破壞

　　一旦檢測到篡改現(xiàn)象，我們可以對儀表采取多種防范措施。如果儀表控制供電，它可以將負(fù)載的供電斷開。另外，如果儀表具有通信機制，還可以通過點亮指示燈或者向公用事業(yè)公司發(fā)送報警消息的方式，指明發(fā)生了偷竊篡改情況。

　　電子抄表

　　電子儀表最大的一個優(yōu)勢就是增加了自動抄表(AMR)功能。這樣一來，就不用派專人去現(xiàn)場登記使用數(shù)據(jù)，從而可大大節(jié)省開銷。人工抄表是一種勞動密集型的工作，容易出現(xiàn)人為差錯(甚至是賄賂現(xiàn)象)。由于儀表安裝在不同的地方，因此人工抄表無論對于用戶還是對于抄表員來說都是非常不方便的。

　　目前有多種技術(shù)可以實現(xiàn)電子儀表的AMR功能，或者改進(jìn)已有的機械式/機電式儀表。通過下列幾種方式可以實現(xiàn)電子儀表的自動抄表和通信：

　　?紅外——通過儀表的面板實現(xiàn)近程紅外LED傳輸;
　　?射頻( RF)——近程或遠(yuǎn)程通信，如ZigBeeTM協(xié)議或蜂窩網(wǎng)絡(luò);
　　?通過電話線的數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)方式;
　　?電力線載波(PLC)——近程到中程傳輸
　　?串口(RS-485)

　　在某些情況下，僅僅通過手持式設(shè)備(通過IrDATM協(xié)議或者RF方式，最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)幾百英尺)通信就可以實現(xiàn)AMR功能的優(yōu)勢。盡管這種方式仍然需要抄表員到各個儀表安裝現(xiàn)場抄表，但是這種方能夠確保數(shù)據(jù)讀取是準(zhǔn)確的，并且能夠大大加快抄表過程。此外，ZigBee聯(lián)盟正在開發(fā)一種測量方案，能夠使水表、氣表、熱表和電表的制造商之間實現(xiàn)相互合作，通過一種共同的通信媒介發(fā)送使用數(shù)據(jù)。