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無論是對于消費者和企業來說，節能都是一項緊迫的任務。然而，就目前大多數電子設備而言，我們無法隨時獲知它們實際究竟消耗了多少電量。可測量與顯示自身能耗的智能設備具有巨大的應用潛力，并將成為一種強大的能耗管理工具。正如社交網絡連接著數億網民一樣，目前工程師們正致力于設計可以把數十億臺設備連接起來的智能電網、智能電表和智能插頭。 目標：降低能耗總量，促進能源供需平衡（減少峰值負荷），提高風能和太陽能等具有周期性特點的綠色能源的利用效率。 所有這三個目標都需要對配電網的實際情況進行深入了解，而配電網的基本架構已維持100年未變。在不久的將來，信息將與電能同時流過智能電網。為了有效利用這些信息，工程師們已著手開發具有以下功能的應用程序： •平衡用電高峰，因為用電高峰目前要求的裝機容量遠遠超過實際需要。舉個簡單但頗有說服力的例子，如果在非高峰時段給電動汽車充電，則完全沒必要增加一千瓦的發電容量。 •通過智能電表和智能插頭來控制電茶壺或電烤箱的用電情況。初期將利用這層控制來平衡負荷。但從長遠來看，需要以與客戶簽約的方式將閑置的家庭電器、工廠設備和辦公室電燈暫時置于休眠狀態，從而減少整體能耗。 •總結企業、社區乃至家庭的用電規律。如此一來，能源管理機構就可以對實際用電進行預測推算，確保隨時供應適量的低成本電能，并對以化石燃料為主的發電廠的發電量進行優化。 
秉承50年來在消費電子、通信網絡和微控制器領域的技術傳統，恩智浦半導體（NXP Semiconductors）將給家庭、辦公室、商業社區以及任何能耗過大的場所提供創新解決方案。集成電路（IC）是智能電表、智能插頭和超低功耗無線通信設備的心臟，也是恩智浦迅速擴大的產品組合中的重要成員，它在并不影響我們日常生活方式的前提下正悄悄推動節能革命的發展。 盡管智能化的利用能源具有巨大的環境和經濟價值，但重建電網卻需要花費高昂的成本。幸運的是，我們不必重建電網， 而只需要增加一個信息技術網絡——部分為無線網絡，再加上單價并不昂貴的智能電表和智能插頭，便可以很快地收回投資成本。 這正是恩智浦在信息技術、通信技術中發揮作用的地方。舉例來說，調溫器將變成智能調溫器，建筑間的區域照明控制系統將被連接起來，照明與溫度控制最終將合二為一。 恩智浦正是智能電網所需的低功耗、無線及窄帶通信解決方案的領先供應商。它提供包括協議棧、收發器、接收器和發射器在內的一整套符合M-bus（針對868 MHz頻帶的電表、燃氣表、水表和熱量表的歐洲遠程通信標準）的解決方案，。恩智浦同時還為包括ZigBee在內的802.15.4無線通信協議提供行業領先的低功耗解決方案。 家域網、鄰域網和廣域網 網絡是實現不同區域（如房屋、電網）之間的信息交換的最好平臺。在綜合性智能能源戰略中，廣域網（WAN）通過智能電網在電能管理數據中心與家域網（HAN）之間進行來回信息傳遞，而家域網則利用鄰域網（NAN）實現數據聚合。 操作性信息（如關閉、打開或調暗電燈，以及將高成本或高碳生產方式轉變成綠色能源生產方式等）在整個網絡中來回流動。圖1為住宅環境示意圖。
圖1：基于現有電網技術改良后形成智能電網。 智能電表 千里之行始于足下，節電億瓦始于一步。就電力公司而言，這一步就是智能電表。 控制意味著測量，能源測量是智能電表及其小個頭的近親智能插頭的主要使命。為了優化能源消耗，傳感器不但需要測量能源，同時還須測量濕度、熱量、光、空氣質量等因素，以盡量減少對日常生活的影響。沒有人愿意為了節約能源而讓冰淇淋融化，走廊陷入黑暗，或室內植物死亡。 當電力公司意識到這點時，首要任務是安裝采用高精度半導體器件的電表，這種電表即使在非線性負荷條件下也可取得極高的精度。智能電表整合了總諧波失真、功率因數、壓降感知等基本的功率質量測量技術，有助于電力公司在負荷平衡之路上大步向前。 恩智浦智能電表產品組合包括微控制器、組網芯片、實時時鐘、液晶顯示器驅動電路和電源，全部產品都針對不同的地域進行了優化，可提供最佳的性能價格比。 與通信技術相配合，智能電表即能發揮其強大優勢。可選方案包括遠程讀表、負載控制以及自動連接/斷開、停電檢測、緊急接地故障等目前需要上門服務的大量其他操作。 由于擁有數十億個接入點，智能電網也因此成為包括損壞電網、偷電等犯罪行為在內的網絡攻擊的主要目標。恩智浦在智能卡和電子護照領域積累了豐富的經驗，其領先技術可以有效應對諸如此類的威脅。全世界有80%的電子護照項目都采用了恩智浦的技術。例如，恩智浦為銀行卡和NFC支付服務提供了大量的安全微控制器。其SmartMX微控制器被廣泛應用于高安全型可編程多應用智 能卡中。 智能插頭 從房主和企業主的角度來看，智能電表是接入市電及智能電網的接口。從這方面來說，電表要求房屋內部的功能具有節能效果。為有效達成這一目標，需要做到兩件事：一是要有來自家庭或企業內部的信息，二是能夠在非常細微的層面上改變照明、電器、電機和溫度調節系統的工作狀態（打開/關閉/調暗/放慢）。 這正是智能插頭的作用，用工程學術語來說，智能插頭就是一個支持計量引擎的設備。換言之，智能插頭提供了一種將智能和通信功能整合到每一件設備中去的更為廉價的方式。如何實現一個智能插頭？拿一個智能電表，取下與功率調節和電力公司計價相關的組件，把剩余部分縮小到拇指大小就可以了。 這樣說起來似乎非常容易，但是要真正實現卻并非如此。但這對電器、照明系統和制熱、通風與空調控制（HVAC）系統的設計工程師們來說卻非常有用，因為可以不開玩笑地說它最終將產生一種即插即用式解決方案。產品上市時間更短，具有支持標準協議的軟件和通信功能，這些都使得智能插頭具有強大的吸引力。根據應用的不同，智能插頭的功能既可以在插頭上實現，也可以集成到電器中。 只要重新配置布線系統的成本在可接受范圍內，企業主或房主就可以利用智能插頭和智能電表來控制能源消耗。此外，智能插頭還可以用來監控整個房間或整棟建筑的用電情況。 由于制造標準洗衣機或暖通空調 (HVAC) 設備的公司并不是制造智能電表的公司，因而在設計智能插頭或電器時采用了標準應用程序接口（API）是十分有用的。因此，盡管智能電表廠商可能擁有大量了解計量學的工程師，但白色家電制造商則需要一種標準兼容型模塊，以便其產品能即插即用。 恩智浦EM773電能計量集成芯片功能全面，完全符合智能插頭對封裝、功能、成本限制和易用性等各個方面提出的要求。該產品簡單易用，成本優勢明顯，集成度高，并且擁有的計量精度遠超市場要求（低于1%）。 剩下的改裝成本問題可以通過超低功耗無線技術加以解決。有了支持ZigBee之類標準協議且功耗極低的智能插頭，墻壁可以保持完好，維護成本得以降低，隨后重新布置房間時也要輕松許多。恩智浦JN5148低功耗ZigBee芯片可以完全滿足這些要求。恩智浦的ZigBee解決方案功耗極低，使得制造可隨意移動、不受地點限制的無線免電池照明開關成為可能。通信所需的能量是利用按下按鈕時產生的機械能，這種能量以電能形式存儲于小型電容中。 明智選擇 為了在減少二氧化碳排放，降低能源花費和盡可能不影響日常生活上取得最佳效果，必須將智能電網、智能電表和智能插頭視為一個一體化的生態系統，而不是相互獨立的技術。這正是恩智浦的偉大愿景。秉承在消費電子、無線通信和控制領域的技術積累，恩智浦完全有能力實現這個愿景。 |
