自動抄表（AMR）系統(tǒng)提供了安全的雙向通信，是當(dāng)前日益增長的能源市場上適應(yīng)性強(qiáng)的計量系統(tǒng)。AMR（Adaptive Multi-Rate和Adaptive Multi-Rate Wideband ）接口卡將音頻和MODEM的接口電路、模擬電路和解碼器制作在上面。 AMR狙擊槍/AMR-2 由中國兵器裝備集團(tuán)公司四川華慶機(jī)械有限責(zé)任公司生產(chǎn)。AMR（Audio/Modem Riser,聲音/調(diào)制解調(diào)器插卡）插槽是Intel公司開發(fā)的一種擴(kuò)展槽標(biāo)準(zhǔn)。采用這種標(biāo)準(zhǔn)，通過附加的解碼器可以實現(xiàn)軟件音頻功能和軟件調(diào)制解調(diào)器功能。聲卡、MODEM和視頻卡上均有接口、模擬電路、解碼器、控制器和數(shù)字電路，控制器和數(shù)字電路很容易集成在主板上或整合在芯片組中，而接口電路和模擬電路部分集成在主板上則有一定困難。例如由于電磁干擾、電話接頭、電信標(biāo)準(zhǔn)的不同，MODEM的調(diào)制解調(diào)電路和接口電路就不宜集成在主板上。

　　圖1 AMR系統(tǒng)搜集實時數(shù)據(jù)，并通過聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將這些信息傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫。電表接入線路并從中獲取能量，但它還需要使用超級電容作為后備能源。天然氣表和水表都需要電池能源。

　　水表和天然氣表

　　的無線抄表不僅需要電源能夠有效地以恒定速率來運(yùn)行內(nèi)部元件，而且還要能夠處理單元的無線發(fā)射器所需要的峰值功率（如圖2所示）。

　　圖2 峰值功率需求會顯著地縮短工作在極限溫度下的電池的壽命，并降低其工作性能。超級電容能夠在寬達(dá)40℃~85℃的工作溫度范圍內(nèi)幫助電池供應(yīng)所需的功率

　　當(dāng)工作模式發(fā)生改變時，許多電池供電設(shè)備的峰值功率需求可能會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出電池的容量。有些需要大電流脈沖功率，而電池要提供這樣的功率，很難或不可能不增加性能故障風(fēng)險、縮短工作壽命、甚至提前出現(xiàn)電池故障。由于所采用的化學(xué)能量存儲機(jī)制會發(fā)生老化，電池都具有有限的生命周期。

　　超級電容屬于雙電層電容器，它是世界上已投入量產(chǎn)的雙電層電容器中容量的一種，其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。超級電容器，又叫雙電層電容器（Electrical Doule-Layer Capacitor）、黃金電容、法拉電容，通過極化電解質(zhì)來儲能。它是一種電化學(xué)元件，但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因為此超級電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。 超級電容器可以被視為懸浮在電解質(zhì)中的兩個無反應(yīng)活性的多孔電極板，在極板上加電，正極板吸引電解質(zhì)中的負(fù)離子，負(fù)極板吸引正離子，實際上形成兩個容性存儲層，被分離開的正離子在負(fù)極板附近，負(fù)離子在正極板附近

　　應(yīng)用到許多消費產(chǎn)品中的超級電容現(xiàn)在也使得自動化的水表和天然氣表能夠工作更長的時間。超級電容通過滿足AMR應(yīng)用中的峰值功率需求，為補(bǔ)充和增加電池壽命提供了一種解決方案。在這些應(yīng)用中，超級電容由主電源來充電，并在主電源出現(xiàn)故障或者需要提供峰值功率的時候發(fā)揮備份電源的作用。

　　眾所周知，因為電容的ESR相對較低，所以為源電池增加并聯(lián)電容能夠在脈沖功率期間幫助提供電源。將低ESR的超級電容與電池并行放置，能夠輕松地滿足幾乎全部所需的脈沖電流要求（如表1所示）。能量先是緩慢地從并聯(lián)的、ESR較大的電池傳出并給超級電容充電，然后在需要的時候以突發(fā)電流脈沖的形式從超級電容中傳出。傳遞完脈沖電流之后，在兩次脈沖式負(fù)載周期之間，超級電容將再次重新充電到電池的滿電壓。

　　除了改善峰值電流需求性能之外，超級電容還為電池供電AMR電路設(shè)計人員解決了由于其系統(tǒng)設(shè)計中的電壓降導(dǎo)致的另一大難題。電壓變化太大會造成鋰電池的內(nèi)層衰竭，導(dǎo)致漏電流增加，并造成電池壽命縮短很多。除了滿足峰值功率需求之外，超級電容還通過發(fā)揮能量儲備的作用或者在出現(xiàn)功率損耗時執(zhí)行關(guān)鍵功能，以維持完整充電的狀態(tài)，從而防止出現(xiàn)大的電壓擺幅。

　　對AMR應(yīng)用下一步的考慮是使其能夠工作在40℃~85℃甚至更寬的工作溫度范圍內(nèi)。這些極限溫度將嚴(yán)重降低電池的工作性能，并且還會造成電池壽命縮短。當(dāng)環(huán)境溫度較低時，電池的內(nèi)阻會顯著增加。獨立的電池可能沒有足夠的功率可供發(fā)射機(jī)使用，從而會導(dǎo)致電池壽命縮短。

　　Cooper Bussmann公司PowerStor品牌的PM系列和M系列超級電容（如圖3所示）被設(shè)計用于AMR水表和天然氣表應(yīng)用。這些設(shè)備在很寬的工作溫度范圍內(nèi)具有極低的電阻，以滿足對這種類型抄表的嚴(yán)酷環(huán)境要求。

　　圖3 Cooper Bussmann公司的PM和M系列超級電容

　　電表

　　電表通常從輸入電力線中取電，但AMR電路需要保持供電，以便在主電源停電時保留信息。在停電時，通常不需要發(fā)射機(jī)功率，所以不需要電池?？梢允褂萌≈递^大的超級電容為系統(tǒng)供電數(shù)小時或數(shù)天，直到電力恢復(fù)。當(dāng)然，也可以使用電池來提供這種功率，但正如前面所討論的，電池的生命周期有限，并且在足夠?qū)挼墓ぷ鳒囟确秶鷥?nèi)工作時會遇到問題，所以超級電容通常是的臨時性電源解決方案。

　　盡管M系列和PM系列超級電容的電容值較大，可以維持電表運(yùn)行非常長的時期，但庫柏西熔（Cooper Bussmann）公司KR系列的紐扣型超級電容卻是許多電表安裝的選擇。紐扣型產(chǎn)品具有更大的ESR和更小的電容，但是因為在電力線停電時通常不需要提供發(fā)射機(jī)功率。