如同社交网络链接至数亿个用户，目前工程师正致力于设计可将数十亿台设备连接的智能电网、智能电表和智能插头。目前主要的发展方向有三方面，降低总能耗量，促进能源供需平衡（减少尖峰负载值），提高风能和太阳能等具周期性特点的绿色能源利用效率。

上述三个目标皆需要对配电网的实际情况进行深入了解，而配电网的基本架构在近百年的历史中未曾出现重大改变。在不久的将来，电能信息将可与电能同时穿梭于智能电网中。为了有效利用这些电能信息，工程师已着手开发具下列功能的应用程序：

家庭网络、邻近网络与广域网

网络是不同领域如住宅与电网之间的最佳信息交换平台。在综合性智能能源策略中，广域网（wide-area-network；WAN）透过智能电网在电能管理数据中心与家庭网络（home-area-network；HAN）之间进行来回信息传递，而家庭网络则利用邻近网络（neighborhood-area-network；NAN）达成数据聚合。

操作性信息（如开/关或调暗电灯，以及将电流负荷从高成本或高碳生产方式转变成更环保的生产方式）在网络中来回流动。图一为住宅环境示意图。

《图一 以现有电网技术为基础进行改良后形成智能电网》

智能电表

千里之行始于足下，节电亿瓦始于迈开的第一步。就电力公司而言，此第一步即为智能电表。

控制代表测量，能源测量是智能电表及其娇小的近亲智能插头的主要使命。为使能源消耗达成优化，传感器不仅需测量能源，同时还须测量湿度、热量、光、空气质量等因素，以减少节能对日常生活的影响。没有人愿意为了节约能源使冰淇淋融化，走廊陷入黑暗或室内植物死亡。

当电力公司意识到上述议题时，首要任务即是安装采用高精确度半导体组件的电表，此种电表即使在非线性负载的条件下仍可维持极高的精确度。智能电表整合了总谐波失真、功率因子、电压下降感测等基本的功率质量测量技术，有助于电力公司在平衡电流负荷上大步迈进。

智能插头

以屋主和企业主的角度看来，智能电表是接入公有设备与智能电网的接口。就此方面而言，电表要求房屋的内部系统具节能效果。为有效达成此目标，需完成两件事：一是需要来自家庭或企业内部的信息，二是可在细微层面上改变照明、设备、马达和温度调节系统的工作状态例如开/关、调暗及减缓。

此即为智能插头的功用，用工程学术语而言，智能插头即为支持计量引擎的设备。换言之，智能插头提供更为经济的方式使智能和通讯功能可整合至每个设备中。如何制造一个智能插头？取下智能电表中与功率调节和电力公司计价相关的组件，再将剩余部分缩小至姆指大小就告完成。

此方法看似相当容易，但若要真正实行却并非如此。但对于电器、照明系统和制热、通风与空调控制（Heating, Ventilating, and Air Conditioning；HVAC）系统的设计工程师而言却非常实用，因为最终将可能产生一款即插即用式的解决方案。产品上市时间将更短，具有支持标准协议的软件和通讯功能，皆使得智能插头深具吸引力。依据应用的不同，智能插头的功能既可直接应用于插头，也可以整合至电器中。

只要重新配置线路系统的成本在可接受的范围内，企业主或屋主就可利用智能插头和智能电表控制能源消耗。此外，智能插头亦可应用于监控房间或整栋建筑的用电情况。

由于制造标准洗衣机或HVAC设备的公司并非智能电表制造公司，因此在设计智能插头或电器时采用标准应用程序编程接口（application programming interface；API）相当实用。尽管智能电表制造商可能拥有大量计量学工程师，但白色家电制造商仍需要一款标准兼容的模块，使其产品可达成即插即用。

明智选择

为减少二氧化碳排放，降低使用能源且尽可能不影响日常生活，必须将智能电网、智能电表和智能插头视为一整体的生态系统，而非相互独立的技术。此为恩智浦的愿景，秉持在消费电子、无线通信和控制领域的深厚技术，恩智浦具备完全的能力达成此愿景。

绿化电网

智能电网是网络黑客攻击的主要目标。恩智浦在智能卡和电子护照领域拥有丰富经验，其领先的技术可有效对付诸如此类的攻击威胁。

智能电网应用需要低功耗的无线和窄频通讯解决方案。恩智浦提供的解决方案采用M-Bus以及802.15.4无线网络技术。

恩智浦EM773能量计量芯片具备完整功能，充分符合智能插头对于封装、功能和成本限制等要求。该芯片为市场上整合度最高、最具成本优势的解决方案，其计量精确度超过1％，大幅超越市场要求。

---本文由NXP恩智浦半导体提供---