測量功能

　　以上是基本的儀表種類，幾乎每種儀表都必須提供以下一種或多種功能：

　　定量測量：因儀表種類有所不同，但是任何儀表的基本功能都是精準測量某物的數量。這些測量系統涵括極為廣泛的拓撲，僅僅舉出其中某些例子：溫度傳感器、水流傳感器、分流電阻器，隔離變壓器、電流互感器，以及計時系統等。

　　控制和校準：這也會因儀表的種類而有不同，一般都需要補償量測系統中的小變化。它們也能執行諸如防破壞和服務中斷的功能。

　　通信：可用來配置儀表中的參數，并通過有線或無線連接，將儲存的數據傳送至主機。它也能被用來更新儀表的固件或其它操作特性。

　　電源管理：當電力下降時，低功耗和系統穩定度便格外重要。在非電力線供電的測量應用中，要將功耗降至最低，并將電池服務周期延至最長，電源管理扮演相當關鍵的角色。

　　顯示：連接到低成本和低功率LCD及LED顯示器，用戶界面通常以七段式、字母數字或是矩陣顯示。多數情況下，用戶需要能直接從儀表看到使用量及費用。

　　同步：要可靠地將數據傳送至控制中心或其它收集系統，時鐘同步是相當重要的，如此才能支持諸如數據分析和精確計費等功能。這對于不穩定的或是使用異步通信協議的無線網絡尤其重要。

　　節能源于超低功耗技術

　　在一些應用和市場中，儀表要受到低功耗要求的嚴格限制。比如：地下水表的服務周期為二十年甚至更久。對于這些應用，具有極低自放電率的特殊化學鋰電池，例如：亞硫酸二氯化鋰（Li-SOCl2），必須滿足長壽命的要求，很不幸地，相較于其它已建立市場地位的競爭產品，這些電池化學物太過昂貴了。

　　一個典型的“D”尺寸--Li-SOCl2電池具有介于16和19安培時的電容值。即使在量大時，每一安培時仍要花費50至75美分的不合理成本。然而，當我們全盤考慮長達二十年的服務周期，則穩定的系統狀態所耗費的10mA電流，僅會讓儀表供應業者支出幾美元的電池成本而已。

　　10mA * 24 時/天 * 365 天/年 * 20 年 * $0.75 安培/時 = $1.31電池（亦即系統） 成本

　　儀表廠商每年生產運輸數百萬個儀表是很平常的，如此大量的智能儀表運輸清楚說明了針對計量系統最低功耗進行最優化的重要性。

　　智能化儀表

　　當我們來看這些儀表的不同種類并比較它們的功能，我們發現對系統設計人員而言，核心能力和技術是構建各部件的關鍵所在。對任何嵌入式智能系統來說，微控制器是關鍵。在這些應用中，微控制器必須具備極低的功率，并集成實時時鐘、模數轉換器以及通信接口等功能。像集成的LCD控制器、循環冗余檢驗部件，或是加密引擎這樣更先進的特性可以進一步減少MCU的負荷，并使其能長時間處于低功率模式，如此便能降低整體系統功耗。

　　
圖2 Silicon Labs Si10xx無線MCU提供高集成度控制和無線互聯解決方案
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　　無線發射器、接收器和收發器在這些系統中越來越常見，其中重要特性包括高集成度、極低功率的操作、自低功率狀態中快速啟動、高接收敏感度（高于-118 dBm），以及無需外部功率放大器的高發射功率（高至20 dBm）。更先進的特性包括自動封包處理、集成型FIFO以及變頻和調變結構。

　　集成了MCU功能和無線收發器的無線MCU（見圖2）也能應用在智能儀表中。這些高集成度的單片設備能幫助減少BOM和系統成本，提供具有高性能無線連接的低功耗嵌入式控制方案。

　　實現下一世代計量系統的其它技術包括有線接入產品，例如可線性數據通信的調制解調器，提供網絡同步的時序解決方案，以及提供安全和數據保護的隔離產品。