基于NB-IOT的智能抄表系統(tǒng)的應(yīng)用分析

王國賢

摘要： 電力行業(yè)中，傳統(tǒng)抄表作業(yè)需要工作人員上門抄表統(tǒng)計(jì)匯總數(shù)據(jù)，非常耗費(fèi)人力財(cái)力，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不及時(shí)，維護(hù)也非常困難。隨著科技的不斷發(fā)展，NB-IoT的出現(xiàn)幫助我們實(shí)現(xiàn)通訊過程中的安全可靠傳輸?shù)膯栴}，本文針對(duì)NB-IoT技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力行業(yè)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)，NB-IoT，智能抄表

中圖分類號(hào)： TM933.4??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A??? 文章編號(hào)： 1672-9129（2018）09-0120-01

Abstract：? In the electric power industry， the traditional meter reading requires the staff to come to the door to copy the table statistics and summarize the data， which is very expensive and time-consuming， and difficult to maintain. With the continuous development of science and technology， the emergence of nb-iot helps us to realize the problem of safe and reliable transmission in the communication process. This paper proposes to adopt nb-iot technology to realize the technical solution of remote meter reading in the power industry.

Key words：?? Power system， NB-IoT， Intelligent Meter Reading

1 NB-IoT遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)

NB-IoT遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)是針對(duì)電表的抄表工作而設(shè)計(jì)的一個(gè)大規(guī)模的遠(yuǎn)程抄表通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它融合了業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的NB-IoT技術(shù)，結(jié)合了多年來GPRS遠(yuǎn)程抄表的經(jīng)驗(yàn)，以及多年來的GPRS數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)驗(yàn)，是一套造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低廉、組網(wǎng)方便、可擴(kuò)展性強(qiáng)的大型GPRS遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中心數(shù)據(jù)后臺(tái)計(jì)算機(jī)、中心后臺(tái)軟件、中心數(shù)據(jù)庫服器、NB-IoT服務(wù)器、電能采集終端、帶RS485接口的電能表以及手抄器組成。該遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)適用于對(duì)一個(gè)城市區(qū)域或城市小區(qū)的電表進(jìn)行全自動(dòng)遠(yuǎn)程抄表管理。該系統(tǒng)具有組合靈活，擴(kuò)充方便的特點(diǎn)，從而滿足了用戶的需求，真正地實(shí)現(xiàn)了智能網(wǎng)絡(luò)抄表的科學(xué)管理。

2 抄表系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

基于NB-IoT網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，主要通過以下幾個(gè)方面完來實(shí)現(xiàn)對(duì)抄表系統(tǒng)的各個(gè)方面進(jìn)行執(zhí)行和管理。

2.1GPS數(shù)字基帶信號(hào)處理方案。衛(wèi)星信號(hào)GPS仿真器其道德是一種模擬效果，在假定接收機(jī)進(jìn)行的是有規(guī)律的運(yùn)行形式，仿真器模擬了接收機(jī)在一定運(yùn)動(dòng)規(guī)律下接收到的GPS信號(hào)，用于檢驗(yàn)接收機(jī)的準(zhǔn)確定位功能。

2.2數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集器作為一種系統(tǒng)與電表相銜接的環(huán)節(jié)，主要完成兩個(gè)方面的功能：一是完成系統(tǒng)對(duì)電表的指令傳輸，以控制停電與恢復(fù)送電的功能，二是完成電表抄表器的定位、數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，以實(shí)現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程抄送。

采集器主要有六個(gè)主要功能：設(shè)置參數(shù)、中繼功能、遠(yuǎn)程監(jiān)控、凍結(jié)功能、自診斷功能和智能化。設(shè)置參數(shù)包括設(shè)置電表的抄表周期、抄表狀態(tài)、電表運(yùn)行時(shí)間、電表運(yùn)行狀態(tài)以及電表的系統(tǒng)對(duì)時(shí)等問題;采集器的中繼功能則是運(yùn)用自動(dòng)化的設(shè)置參數(shù)，自動(dòng)運(yùn)行中繼功能，協(xié)助實(shí)現(xiàn)抄表功能的實(shí)現(xiàn);遠(yuǎn)程監(jiān)控則是為了更好地維護(hù)保障供電系統(tǒng)的運(yùn)行，對(duì)電表運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行的遠(yuǎn)程觀測(cè)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置突發(fā)情況;凍結(jié)功能則是根據(jù)提前設(shè)置的模式以及具體情況變化，對(duì)電表進(jìn)行一定時(shí)間段的凍結(jié)，以保障電力運(yùn)行系統(tǒng)的安全;自診斷功能是采集器對(duì)電表運(yùn)行可以進(jìn)行自我檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況便可進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，以防范危險(xiǎn)情況的發(fā)生與惡化;智能化則是對(duì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)具備感知與記憶功能，通過對(duì)數(shù)據(jù)的綜合分析，實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)運(yùn)行情況的判斷，并相應(yīng)給出處理結(jié)果并進(jìn)行自我修復(fù)的功能。數(shù)據(jù)采集器可以通過使用ARM7單片機(jī)作為系統(tǒng)設(shè)備的主控芯片，根據(jù)上位機(jī)的相關(guān)指令或請(qǐng)求，在MODEM數(shù)據(jù)通訊鏈路建立的情況下，實(shí)現(xiàn)采集器參數(shù)與電表數(shù)據(jù)的加載與傳輸，并適時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)間校對(duì)。

抄表系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)具有多種優(yōu)點(diǎn)：一是開發(fā)人員關(guān)注的焦點(diǎn)可以只放在某一個(gè)層面，而不用考慮整體架構(gòu)問題，節(jié)約了開發(fā)時(shí)間與難度，提升了工作效率;開發(fā)人員在進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)與維護(hù)的時(shí)候，可以隨時(shí)更換相應(yīng)的部件，而不用擔(dān)心影響到整體架構(gòu)的運(yùn)行問題，大大節(jié)約了系統(tǒng)升級(jí)與維護(hù)成本。

3 NB-IoT在智能表中的市場(chǎng)應(yīng)用情況

NB-IoT網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在我國也逐漸受到各級(jí)部門的高度重視，2017年6月初，中國工業(yè)和信息化部下發(fā)了《關(guān)于全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設(shè)發(fā)展的通知》，要求到2020年中國NB-IoT網(wǎng)絡(luò)的基站規(guī)模達(dá)到150萬個(gè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全國的普遍覆蓋及深度覆蓋。國內(nèi)三大電信運(yùn)營商也加快了建設(shè)步伐，一年來在全國部署超過50萬個(gè)NB-IoT基站。預(yù)計(jì)2018年底，全球多個(gè)國家至少會(huì)建設(shè)50多張NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。

2017年3月份，深圳水務(wù)正式規(guī)模商用成為我國建成的全球第一個(gè)NB-IoT智慧稅務(wù)，預(yù)計(jì)在2020年之前將完成58萬個(gè)NB-IoT智能水表的部署;隨后，福州智慧水務(wù)項(xiàng)目于當(dāng)年6月宣布正式啟動(dòng)規(guī)模商用部署，30萬個(gè)NB-IoT智能水表部署開來;緊接著，鷹潭10萬個(gè)NB-IoT 智能水表商用于當(dāng)年10月份上線，標(biāo)志著全球第一個(gè)萬量級(jí)的NB-IoT智能水表商用項(xiàng)目在鷹潭正式落地。

在國際市場(chǎng)上，2017年7月，葡萄牙JANZ公司發(fā)布了全球首款支持NB-IoT的電表，并計(jì)劃在2020年前，在全國全面部署基于NB-IoT的智能水電氣表。意大利也在2017年宣布，將在2020年部署超過1500萬個(gè)NB-IoT智能水氣表。除此之外，丹麥KAMSTRUP公司和中國華為公司一起也在南美進(jìn)行了NB-IoT水表的試點(diǎn)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉穎，王再英.遠(yuǎn)程無線抄表系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2012，（8）：67-70，78.

[2]迎九.NB-IoT有望用于水表和氣表行業(yè)[J].電子產(chǎn)品世界.2017（11）：23-25.

[3]譚丹，田仲平，張文濤.淺析NB-IoT技術(shù)和LoRa技術(shù)在智能抄表中的應(yīng)用[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).2018（4）：76-78，81.