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无线化—抄表市场GSM技术的前途

2 0 世纪9 0 年代末期,半小时电表(每半个小时收集一次电表数据)市场已解除监管,静止式读表方式的转变全面展开。每天远程读表的需求使人们需要寻找一种能够替代公共交换电话网(PSTN),并且有成本效益的方法。然而在很多地方,重新安装部署一个硬连线解决方案的成本可能高达数千英镑,甚至有些地方布线是完全不现实的。随着技术的发展和成本模型的改进,在众多的可选择方案中,全球移动通信系统(GSM)成为最流行的、并且最终超过PSTN 成为人们的第一选择。后来,GSM 也被其他市场用来传输数据,比如拥有更多消费者的非半小时市场、中小型企业(SME)和住宅市 场。在这些市场,通过消除不准确的电表读数可以改进收费账单,同时后勤部门可以通过半小时电量消耗数据来合理安排能源管理计划。因此出现了另外一个问题,那就是GSM 技术在读表市场有前途吗?

英国政府目前正在全国推广基于集中通信模型的智能读表项目,并且计划于2020 年完成。根据政府的分析,集中通信将给市场带来很大的好处。但是它同时也会带来许多与上面疑问有关的问题。总的来看,这些问题可以分为两大类:第一,供应商怎样才能尽早开始;第二,哪一种通信技术将会在市场上占主导地位?在这个充满竞争的市场,由于智能读表能够带来极大利益,能源供应商们都在寻找能够打败竞争对手,挽留更多客户的解决方案。但是中央通信解决方案至少在2 年内不会出现。如果供应商们一直等待中央通信解决方案的到来,他们将会失去在低碳社会市场取胜的机会。同时也会使得这个时间原本就很紧的计划变得更加急迫的,人烟稀少的地区建立额外基站或者集中器的成本都非常昂贵。哪怕这些地区只占总人口数的10% 到20%,这对“补充”解决方案来说也是一个有相当规模的市场。很可能中央通信系统的主体将会被分割成2 个功能,一个集中数据管理功能,将数据转换成统一的行业标准;和一个支持多种技术的集中通信系统接口。

2010 年SIM 技术的发展也提高了GSM 在该市场的地位。固态SIM技术的推出,也就是符合工业外型参数的SIM,由此GSM 调制解调器不再需要将手机SIM 卡插入插槽,而是将其直接焊接在调制解调器的PCB 上(印刷电路板),从而通过一个集成电路实现同样的功能。因为不需要布置插槽和接口,产品的可靠性就大大提高了,产品可以经受长时间的震动、潮湿或者受污染的环境。同时也提高了安全性,因为SIM 卡无法移除,可以预防通信故障和潜在的SIM 卡伪冒。这种技术还方便在不同移动网络服务提供商之间切换,比如在英国安装的调制解调器,当其中一个网络不可用时还可以选择其他3 种网络。这些特性都能够帮助顺利的安装、减少运行过程中的故障和到现场维护的次数。GSM 通信解决方案使用现有的网络,提供和个人电表的直接连接。目前使用的数据获取系统也能够使用GPRS 连接
来增强功能,使它们能够处理更大容量的数据,并且保持和供应商收费系统的无缝连接。然而,这种解决方案还有进步的空间。大多数GPRS 设备并不是随时都能够支持安全、高效的数据传输。它们通常通过公共接入点名称(APN)使用TCP/IP 连接,并且需要一定的调试才能建立连接。ASL Holdings Ltd 提供的解决方案通过使用专有的、安全的APN,比如ASL 遥测协议(ATP),实现降低数据传输成本、缩短延迟和管理动态IP 地址的功能。如果SIM 卡和其他相关的合同依然在电表设备供应商或者独立第三方的控制下,而不是由第一个安装设备的能源供应商控制,那么物理设备和AMR 服务不能够支持供应商流程的改变也就不足为奇了。

中央通信模型的概念意味着只能选择一种技术。实际上,没有哪一个技术能够适合于全部人。比如基于无线电技术的解决方案,有许多地区因为距离或者周围环境的原因,无法连接到无线电站。不论使用哪种技术,在一些偏远GSM 技术是经过市场验证的成熟解决方案,在未来还将持续发展。当中央通信模型建立之后,它可以作为一个“补充”方案,并且不会增加任何风险。为了发挥智能读表解决方案的全部潜能,它还需要支持另外一种通信网络

信息和控制信号必须能够到达家庭来保证消费者接收到信息和其他设备之间的交互。因此需要一个家域网(HAN)来保证安全的、适应性强的、标准本地通信。从设计角度来说也合理,HAN 和WA
N 一起,提供处理和存储数据的能力。HAN(家域网)市场出现了许多不同的标准,比如ZigBee®、ZWave® 和Homeplug®,但是只有ZigBee 获得了英国能源市场的关注。从通信产品供应商的角度,不同的技术都有各自的优缺点,但最终的选择还是由市场的需求来决定。基于GSM 的WAN 模块功能如上面描述的一样。另外通过ZigBee HAN,能够将使屋内显示系统(IHD)和气表进行通信,这也是智能读表解决方案的一部分。

随着时间的推移,智能设备将和其他控制和监控设备一样越来越多。
ASL Holdings Ltd 下一代“网关调制解调器”的开发结合了WAN和HAN 技术,并且拥有一个存放本地和远程电表数据的数据仓库。这意味着用于屋内显示系统(IHD)的能源管理信息和为能源供应
商提供的收费信息,都将采用开放标准的格式。“网关调制解调器”的设计在保持模块化的同时,还需要注意降低成本和提供安全性。发展完全独立的设备的前景并不乐观,因为它有太多问题,并且它的电源没有保障。任何向第三方服务提供商(比如能源供应商)提供通信能力的设备,都需要保证持续可访问性。要做到这一点唯一的方法就是让电表给自己供电。如果不这样,当消费者有预付款,并且他们的账号过期时,电源自动断开,调制解调器将会关机。此时重连接命令也不会自动发送到电表,客户也没有手工开机的方法。即使没有预付款,但是怎样才能阻止消费者故意或者意外的关掉设备,并且中断数据的传输?我们将调制解调器封装进一个包装模块内,并且模块本身提供电源。模块还可以有一个直接串行数据接口,这样又节省配置一个额外HAN 节点的成本。不论对于现在还是未来的技术,模块化的设计都能帮助在安装、成本效益、互操作性和灵活性方面达到平衡。

用于HAN 的Zig Bee 技术和用于WAN 的GSM/ GPRS 技术可以由通信公司和电表制造商共同提供,他们共同为智能读表的用户提供通信平台。技术的不断发展可以降低安装的成本,提高产品性能。
随着技术的发展,它还将被用于更多新的市场模型。它也能够帮助达到减少碳排放这一政治目标。

ASL Holdings Ltd 市场开发部总经理 Iain Warner


(责任编辑:ioter)

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