智能電表為物聯(lián)網(wǎng)和可持續(xù)發(fā)展提供了巨大機(jī)遇
預(yù)計到2027年，全球?qū)⒂谐^18億個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)連接帶來了巨大機(jī)遇。
隨著能源價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。
智能電表和高級計量基礎(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，許多地區(qū)強(qiáng)制安裝智能電表。意大利、德國和西班牙等國家的普及率超過99%。意大利自2006年起強(qiáng)制安裝智能電表，為更廣泛的市場樹立了榜樣。在英國，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)入這個不斷增長的市場提供了巨大的機(jī)會。
Juniper Research最近的一份報告預(yù)計，到2027年，全球智能電表連接數(shù)量將達(dá)到18億臺。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。該報告預(yù)測，智能電表部署和使用的硬件、連接和服務(wù)收入將超過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)，更適合在許多市場提供無處不在的接入。
該報告的合著者Nick Maynard表示：“雖然智能電表在部署方面取得了長足的進(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)，否則將無法獲得智能電表所能提供的好處。”
在一些市場中，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)年而無需維護(hù)。此外，LTE-M和NB-IoT都提供了通往5G的清晰路徑，因為兩者都存在于新無線電的規(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。這在現(xiàn)場有大量設(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2200萬增至1.95億。報告指出，在eSIM平臺中，變體“eIM”(eSIM物聯(lián)網(wǎng)管理器)的應(yīng)用日益廣泛，這將推動未來三年的增長。
嵌入式SIM提供與傳統(tǒng)用戶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，這些模塊可以通過編程來執(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)上的用戶加密密鑰。iSIM的功能與eSIM完全相同，只是其集成到另一個芯片組中，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。通過實(shí)時測量用電量并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)庫，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)計劃，以激勵客戶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)可靠性問題。
智能電表還通過提供更準(zhǔn)確、更有效的方式來監(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別泄漏、減少浪費(fèi)，并鼓勵消費(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)流來傳輸實(shí)時使用信息，并接收來自公用事業(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。
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