技術(shù)
導(dǎo)讀:預(yù)計(jì)到2027年,全球?qū)⒂谐^(guò)18億個(gè)智能電表連接投入使用,智能電表連接為蜂窩網(wǎng)絡(luò)和低功耗物聯(lián)網(wǎng)連接帶來(lái)了巨大機(jī)遇。
預(yù)計(jì)到2027年,全球?qū)⒂谐^(guò)18億個(gè)智能電表連接投入使用,智能電表連接為蜂窩網(wǎng)絡(luò)和低功耗物聯(lián)網(wǎng)連接帶來(lái)了巨大機(jī)遇。
隨著能源價(jià)格飆升和淡水等資源稀缺,智能電表成為監(jiān)控和管理水、燃?xì)夂碗娏ο牡淖罴言O(shè)備之一。
智能電表和高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施(AMI)是智能電網(wǎng)的構(gòu)建模塊。AMI是指收集和分發(fā)消費(fèi)信息的系統(tǒng)。
自2018年以來(lái),許多地區(qū)強(qiáng)制安裝智能電表。意大利、德國(guó)和西班牙等國(guó)家的普及率超過(guò)99%。意大利自2006年起強(qiáng)制安裝智能電表,為更廣泛的市場(chǎng)樹(shù)立了榜樣。在英國(guó),智能電表的普及率為98%。
智能水表和燃?xì)獗砣孕鑿V泛部署。這為電信和制造商進(jìn)入這個(gè)不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)提供了巨大的機(jī)會(huì)。
Juniper Research最近的一份報(bào)告預(yù)計(jì),到2027年,全球智能電表連接數(shù)量將達(dá)到18億臺(tái)。因此,智能電表連接代表了蜂窩網(wǎng)絡(luò)和低功耗物聯(lián)網(wǎng)連接的重要機(jī)會(huì)。該報(bào)告預(yù)測(cè),智能電表部署和使用的硬件、連接和服務(wù)收入將超過(guò)600億美元,高于2023年的410億美元。
雖然在許多領(lǐng)域可以使用LoRaWan等專(zhuān)用低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN),但蜂窩連接,尤其是使用LTE CAT-M和NB-IoT等物聯(lián)網(wǎng)服務(wù),更適合在許多市場(chǎng)提供無(wú)處不在的接入。
該報(bào)告的合著者Nick Maynard表示:“雖然智能電表在部署方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但其性能取決于所利用的連接性。公用事業(yè)必須致力于為其所在地聚合最好的網(wǎng)絡(luò),否則將無(wú)法獲得智能電表所能提供的好處?!?/p>
在一些市場(chǎng)中,智能電力電表使用電網(wǎng)直接連接到公用事業(yè)。只要電力線和基礎(chǔ)設(shè)施能夠處理數(shù)據(jù)傳輸,這既方便又便宜。
這僅適用于某些地區(qū)和某些類(lèi)型的儀表。此外,煤氣表和水表不插入電源插座(通常配有電池),并且在停電期間仍可繼續(xù)工作。
低功耗蜂窩連接為部署數(shù)十億個(gè)智能電表提供了最佳解決方案。LTE Cat-M和NB-IoT都不需要太多的電力來(lái)運(yùn)行,并且可以在電池供電的傳感器、智能電表和其他連接設(shè)備中使用這些電力。這些設(shè)備通??梢赃\(yùn)行數(shù)年而無(wú)需維護(hù)。此外,LTE-M和NB-IoT都提供了通往5G的清晰路徑,因?yàn)閮烧叨即嬖谟谛聼o(wú)線電的規(guī)范中。
此外,LTE-M支持OTA更新。與更高的帶寬相結(jié)合,傳輸SIM配置文件和所需的更新使其更易于訪問(wèn)。這在現(xiàn)場(chǎng)有大量設(shè)備,且讓技術(shù)人員執(zhí)行相關(guān)更新在經(jīng)濟(jì)上效率不高的情況下特別有用。
安全對(duì)于智能電表至關(guān)重要,ESIM提供信任根
許多最新的可穿戴設(shè)備、筆記本電腦、平板電腦以及現(xiàn)在的智能手機(jī)都具有使用嵌入式SIM(eSIM)的蜂窩連接功能。eSIM不使用通常插入智能手機(jī)中的傳統(tǒng)塑料SIM卡,而是允許制造商直接將安全模塊放置在其設(shè)備的主板上,從而節(jié)省功耗并縮小尺寸。
根據(jù)Juniper Research的數(shù)據(jù),到2026年,使用eSIM技術(shù)的全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)量將從2023年的2200萬(wàn)增至1.95億。報(bào)告指出,在eSIM平臺(tái)中,變體“eIM”(eSIM物聯(lián)網(wǎng)管理器)的應(yīng)用日益廣泛,這將推動(dòng)未來(lái)三年的增長(zhǎng)。
嵌入式SIM提供與傳統(tǒng)用戶(hù)身份模塊相同的功能和安全性。初始信任根是在GSMA認(rèn)證的工廠中預(yù)先編程的,并且運(yùn)營(yíng)商憑證被添加到主安全密鑰中。GSMA IoT SAFE(用于安全端到端通信的IoT SIM小程序)使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商和服務(wù)提供商能夠利用SIM作為強(qiáng)大、可擴(kuò)展、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件安全性來(lái)保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信。這為防止物理篡改提供了額外的保護(hù),并允許交付經(jīng)過(guò)認(rèn)證的安全更新。
目前,不同的半導(dǎo)體企業(yè)正在推出系統(tǒng)芯片(SoC)模塊,這些模塊可以通過(guò)編程來(lái)執(zhí)行智能電表的基本處理功能,包括必要的蜂窩調(diào)制解調(diào)器,并包含集成SIM卡(iSIM)上的用戶(hù)加密密鑰。iSIM的功能與eSIM完全相同,只是其集成到另一個(gè)芯片組中,從而節(jié)省了電路板空間、提高了性能并減少了組件數(shù)量。
Sony Semiconductors的ALT1350就是一個(gè)例子。該SoC還提供基于蜂窩和Wi-Fi的定位。其緊密集成,可在單個(gè)芯片內(nèi)提供功率優(yōu)化的并發(fā)LTE和GNSS,以適應(yīng)各種要求嚴(yán)格的跟蹤應(yīng)用。
智能電表在應(yīng)對(duì)能源和水危機(jī)中不可或缺
智能電表還可以在優(yōu)化電網(wǎng)效率和可靠性方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量用電量并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫(kù),智能電表可以幫助公用事業(yè)更好地管理電力供應(yīng)和需求,減少能源浪費(fèi),并提高電網(wǎng)的可靠性。智能電表的主要好處之一是其能夠支持需求響應(yīng)計(jì)劃,以激勵(lì)客戶(hù)在高峰需求期間減少用電量,這有助于避免停電和其他電網(wǎng)可靠性問(wèn)題。
智能電表還通過(guò)提供更準(zhǔn)確、更有效的方式來(lái)監(jiān)控和管理用水方式,在解決日益嚴(yán)重的水危機(jī)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。智能水表可以幫助識(shí)別泄漏、減少浪費(fèi),并鼓勵(lì)消費(fèi)者更有效地用水。
蜂窩連接,尤其是NB-IoT、LTE-M和即將推出的NR-REDCAP等低功耗技術(shù),可以在智能電表的部署和運(yùn)行中發(fā)揮重要作用。智能電表需要持續(xù)的數(shù)據(jù)流來(lái)傳輸實(shí)時(shí)使用信息,并接收來(lái)自公用事業(yè)的更新和命令,這在連接有限或干擾程度高的地區(qū)可能具有挑戰(zhàn)性。
隨著這些網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)展和發(fā)展,其使公用事業(yè)能夠管理能源網(wǎng)格,并促進(jìn)更可持續(xù)的使用實(shí)踐。