基于复旦微电子FM33LE026物联水表设计

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

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

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

4.NB通讯

基于FM33LE026物联水表设计的NB通讯原理图

5.蓝牙通讯

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

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

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。

上海复旦微电子集团股份有限公司（“复旦微电”，上交所科创板证券代码：688385.SH；“上海复旦”，港交所股份代号：01385.HK）是国内从事超大规模集成电路的设计、开发、生产（测试）和提供系统解决方案的专业公司。公司于1998年7月创办，并于2000年在香港上市，2014年转香港主板，是国内成立最早、首家上市的股份制集成电路设计企业。2021年登陆上交所科创板，形成“A+H”资本格局。集团现已建立健全安全与识别芯片、非挥发存储器、智能电表芯片、FPGA芯片和集成电路测试服务等产品线。产品行销30多个国家和地区，广泛应用于金融、社保、汽车电子、城市公共交通、电子证照、移动支付、防伪溯源、智能手机、安防监控、工业控制、信号处理、智能计算等众多领域。

复旦微电子是国内最早起步进行智能电表专用MCU芯片研发、设计及应用的芯片设计公司。目前复旦微电子MCU已广泛应用于智能电表、汽车电子、智能水气热表、工业控制、仪器仪表、电机驱动、传感检测、家用电器、消费电子、健康医疗、智能家居、物联网、新能源等多个领域。