2020年NB-IoT正式成为了5G标准之一,它加快了从传统智能表到网络智能电表的更新,但对电力公司和用户来说,这并不只是用传统机械表取代网络电表,它还涉及大量端到端系统的改造和生产经营模式的变革。由终端到终端系统,智能电表形成终端、管子和云层的系统发生了显著变化。
1、终端机:从通用模块集成到智能卡升级
长期以来,水气电表一直是公共事业单位的核心计量工具,其计量精度和准确性是传统电表生产企业的竞争优势。以NB-IoT智能电表为例,该智能电表需要在传统基表的基础上集成一个专用的智能板卡来实现,该智能表还必须具有专用的NB-IoT通信模块,根据实际需要还可以集合成处理器、传感器、天线、红外线、蓝牙、按键、显示屏、安全芯片、 Sim卡槽等功能部件和其他外部设备。单是通讯功能一项也不是NB-IoT包揽天下,许多水表/燃气表部署在楼房的管道井和楼体死角,靠蜂窝物联网基站信号也无法迅速满足无缝覆盖的要求,许多厂家在实际部署时采用了楼层集中器、短距无线接力等组合方式。
这样一个智能板卡似乎与之前的手机板卡设计和制作过程相似,导致一些独立的电子产品设计公司基于先前的经验进入这个领域。但手机毕竟是一种独立标准化的产品,完成了板卡核心元素的设计就可以实现,而智能电表基表也是其中的核心元素,这是一个专业壁垒很高的领域,智能板卡需要与基表配合设计才能实现相应的功能,不同用户对于智能表基表的功能需求不同,还需要配合用户进行定制,所以智能表基表并不完全独立、标准化。
2、管材侧:从无到有,从有到良好
无线网络对公共事业公司和表计制造商而言并非新鲜事,业界曾经历过诸如433/ZigBee网络表、2 G网络表、 LoRa网络表等多种方案,直到NB-IoT成为主流通信传输技术,才开始真正大规模部署和提供每日抄报,因此对网络功能的需求也成为了真正的需求。
公共事业部门对通讯管道的要求不会局限于无限制地从头开始,而是要求更好的通讯质量,以确保智能表无线远传的成功率,从而对网络覆盖提出明确的要求。IoT覆盖范围广、功耗低的特点非常适合水表/燃气表等低速率、低频、小型数据包业务的需要,但就目前而言,NB-IoT网络的覆盖范围还存在许多不足之处,尽管运营商按需建网或开通上电,但并非所有水表/燃气表安装场所都有网络覆盖,特别是一些终端数量较少的地区,水表/燃气表安装场所的覆盖范围还不够大,特别是一些终端数量较小的地区,使NB-IoT表计的渗透率有所降低。
3、平台方面:改变生产经营方式的关键
智能抄表平台也是传统抄表方式所不能比拟的。与NB-IoT智能电表相对应,水/气公司需要配置连接管理平台、设备管理平台和表计运营计费平台等平台形式。
一般而言,大型公共事业公司会开发自有的 IoT平台,用于计费和操作表计,并将第三方提供的连接管理和设备管理功能整合到自有的 IoT平台中。然而,大量中小型公用事业公司没有自己开发 IoT平台所需的资金和人才资源,还需要第三方机构提供低成本、成熟的平台支持。
在连接方面,如前所述,为了实现智能表数据的有效上传,可能会采用多个电信运营商的NB-IoT网络、小基站或专网基站、 eSIM空中写卡等方式,对大量的终端以及多技术、多形式的异构网络进行管理,公共事业部门需要有一个统一的平台来查询和操作所有智能表流量使用情况,及时了解各种异构网络的状况。
借助于NB-IoT智能表的机遇,可以实现大量中小公营企业的资产和数据上云,并以此为基础,在平台端运用人工智能、大数据等技术,实现行业生产经营方式的变革,从而达到数字化转型的目标。
在公共事业经营中,通过终端侧、管道侧、平台侧三个端到端的变革,彻底改变传统水气生产经营模式,不仅可以远传代替人工抄表方式,节省操作费用,还可以发挥数据的价值,让智慧服务、调度、生产得以实现,并以能源大数据为基础,探索创新商业模式。