【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】實際上，公用事業(yè)及表計行業(yè)的終目的是數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為達到這一目的，NB-IoT智能表只是一個手段，而且NB-IoT并非，圍繞NB-IoT這一新的手段，還需要做大量的工作才能實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目的。
 

　　2019年10月，基于NB-IoT的燃氣表出貨量就達到了1000萬臺，成為突破NB-IoT連接的智能終端。隨著市場教育的不斷深入，加上2G/3G減頻退網(wǎng)的加快，NB-IoT將在各垂直行業(yè)迎來規(guī)模化落地。根據(jù)中國城市燃氣協(xié)會的數(shù)據(jù)，我國目前在線運行的居民燃氣表超過2億臺，即使不考慮新增，以10年更換周期計算，平均每年至少有2000萬臺存量燃氣表更新的需求，在這一背景下，智能燃氣表依然是NB-IoT規(guī)模大的應用領(lǐng)域之一。
 

　　另一方面，目前國內(nèi)NB-IoT智能水表累計出貨量也超過1000萬臺，成為第二個突破NB-IoT連接的智能終端。我國水表現(xiàn)有保有量在3億臺以上，隨著城鄉(xiāng)供水一體化、智慧城市的發(fā)展，智能水表的滲透率也越來越高，預計年復合增長率達到20%以上。
 

　　不過，這一過程還存在一些誤區(qū)，很多人認為采用NB-IoT就基本上就萬事大吉了。實際上，公用事業(yè)及表計行業(yè)的終目的是數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為達到這一目的，NB-IoT智能表只是一個手段，而且NB-IoT并非，圍繞NB-IoT這一新的手段，還需要做大量的工作才能實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目的。經(jīng)過數(shù)年“摸著石頭過河”的歷程，業(yè)界對這一過程的各類難點、痛點有了深入的認識，并圍繞著NB-IoT開始形成端到端的解決方案。
 

　　2020年10月，在一年一度的北京通信展上，華為聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)智庫主辦了NB-IoT億發(fā)展峰會，相關(guān)業(yè)內(nèi)專家透露主流燃氣表廠商智能表中NB-IoT的比例達到80%，主流水表廠商智能表中NB-IoT的比例達到60%，標志著NB-IoT在智能抄表這個大細分市場進入了規(guī)?；渴鸬男码A段。伴隨著電信運營商高質(zhì)量發(fā)展的政策落地，幾年前的NB-IoT物聯(lián)卡超低折扣也基本消失，從通信模組廠、智能表廠、公用事業(yè)單位到電信運營商都在重新審視及定位，擺在眼前的理想與現(xiàn)實之間巨大的差距。
 

　　公用事業(yè)端到端的變革:以5G為起點，任重而道遠
 

　　今年7月，NB-IoT正式成為5G標準之一，加速傳統(tǒng)表計向聯(lián)網(wǎng)智能表的更新，但對于公用事業(yè)公司和用戶來說，這不僅僅是把傳統(tǒng)機械表換成聯(lián)網(wǎng)智能表，而是涉及到大量端到端系統(tǒng)的改造和生產(chǎn)經(jīng)營模式的變革。從端到端的系統(tǒng)來看，智能表計形成端、管、云的系統(tǒng)大幅度改變。
 

　　(1)終端側(cè):從通用模組集成到智能板卡的升級
 

　　多年來，水電氣表是公用事業(yè)公司的核心計量工具，計量的精度和準確度是傳統(tǒng)表計廠商的競爭力所在。具有遠傳功能的智能表需要在傳統(tǒng)基表基礎上集成一塊專門的智能板卡才能實現(xiàn)，以NB-IoT智能表為例，這塊智能板卡中必須有專門的NB-IoT通信模組，根據(jù)實際需求還會集成處理器、傳感器、天線、紅外、藍牙、按鍵、顯示屏、安全芯片、Sim卡槽等功能組件以及其他外設。僅通信功能一項也并非NB-IoT就能包打天下，很多水表/燃氣表部署在樓房的管道井及建筑死角，靠蜂窩物聯(lián)網(wǎng)基站信號也無法很快滿足無縫覆蓋要求，很多廠家在實際部署中采用了樓層集中器、短距無線中繼等組合辦法。
 

　　這么一塊智能板卡看似和此前手機板卡設計和工藝類似，引來一些獨立電子產(chǎn)品設計公司基于此前經(jīng)驗進入該領(lǐng)域。但是，手機畢竟是一個獨立、標準化的產(chǎn)品，完成了板卡核心要素的設計就能實現(xiàn)，而智能表計中基表也是核心要素，這是一個專業(yè)性壁壘很高的領(lǐng)域，智能板卡需要和基表配合設計才能實現(xiàn)相應的功能，而且不同客戶對于智能表計的功能需求不同，還需要配合客戶進行定制化，因此這并非一個完全獨立、標準化的產(chǎn)品。
 

　　舉例來說，由于具備了無線遠傳功能，無線數(shù)據(jù)安全的形勢就比較嚴峻，部分客戶可能會要求終端具備安全加密功能;一些場景的智能表計需要對燃氣泄漏、惡意拆除進行及時告警，則需要表計終端具有專門的傳感器和MCU。所以說，智能表終端開發(fā)需要大量工作去做，集成NB-IoT通用模組實現(xiàn)廣域連接只是其中一個環(huán)節(jié)，后續(xù)還需要針對性的做很多定制優(yōu)化的工作，實現(xiàn)從傳統(tǒng)非智能表到聯(lián)網(wǎng)智能表的升級。
 

　　(2)管道側(cè):從無到有、從有到優(yōu)
 

　　對于公用事業(yè)公司及表計廠家來說，無線網(wǎng)絡并不是一個新的事物，該行業(yè)曾經(jīng)經(jīng)歷過433/ZigBee聯(lián)網(wǎng)表、2G聯(lián)網(wǎng)表、LoRa聯(lián)網(wǎng)表等多種方案，到如今NB-IoT作為主流的通信傳輸技術(shù)，才開始真正大規(guī)模部署并提供每天抄報的業(yè)務，所以對聯(lián)網(wǎng)功能的需求也才變成真正的剛需。
 

　　公用事業(yè)公司對通信管道的要求不會于從無到有，而是要求更好的通信質(zhì)量以保證智能表無線遠傳的成功率，因此對于網(wǎng)絡覆蓋提出了明確的要求。NB-IoT廣覆蓋、低功耗的特性非常適合水表/燃氣表這類低速率、低頻、小數(shù)據(jù)包業(yè)務的需求，但從當前來看，NB-IoT網(wǎng)絡的覆蓋還有很多薄弱的地方，雖然運營商根據(jù)需求進行按需建網(wǎng)或者開通上電，但并非所有水表/燃氣表安裝的場所有達到抄表需求的網(wǎng)絡覆蓋，尤其是一些終端數(shù)量較少的區(qū)域，在一定程度上延緩了NB-IoT表計的滲透。
 

　　2019年中國計量協(xié)會發(fā)布的《NB-IoT水表自動抄表系統(tǒng)現(xiàn)場安裝、驗收與使用技術(shù)指南 》團體標準中，明確要求居民區(qū)域安裝區(qū)(空曠區(qū))的路測信號數(shù)據(jù) RSRP(CQT)不小于 -105 dBm，SINR(CQT)不低于 0 dB。這些專業(yè)指標對于水表/燃氣表的行業(yè)客戶，并不具備專業(yè)的通信設技術(shù)和人才，只能依賴本地電信運營商來解決。而經(jīng)歷了幾年前的低價競爭搶用戶之后，電信運營商專門新建基站、投資網(wǎng)絡優(yōu)化的意愿也大大降低，無法快速解決管道側(cè)的覆蓋不足問題，引起了實際部署中的不少客戶投訴。
 

　　基于這一背景，一方面通過低成本的補盲優(yōu)化手段可以有效解決很多問題，另一方面對三大運營商現(xiàn)有NB-IoT網(wǎng)絡資源進行充分整合也能在一定程度上解決問題。前者可以通過增加NB-IoT小基站、引入專網(wǎng)共建共享的形式，低成本快速在終端部署場所形成覆蓋，目前已經(jīng)成為業(yè)界的共識;后者可以通過eSIM技術(shù)以及異網(wǎng)漫游的形式，讓終端在網(wǎng)絡覆蓋不足的情況下，自動切換至其他有信號的運營商網(wǎng)絡，不過這一方式需要終端和平臺側(cè)的配合才能實現(xiàn)，終端側(cè)要支持eSIM的設計，更為重要的是由于目前運營商政策的限制，平臺側(cè)需要開發(fā)具備eSIM寫卡功能。
 

　　除此之外，可能仍然有少量網(wǎng)絡邊緣的設備無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠傳，此時可以考慮近距離通信的方式，使公用事業(yè)公司人員無需進入用戶家中也能實現(xiàn)數(shù)據(jù)補抄。比如香港中華煤氣推出的終端側(cè)集成低功耗藍牙(BLE)的功能，通過手機直連或MESH多跳形式完成數(shù)據(jù)上傳。
 

　　(3)平臺側(cè):生產(chǎn)經(jīng)營方式變革的關(guān)鍵
 

　　與傳統(tǒng)方式相比，智能抄表平臺也是一個新生事物。對應NB-IoT智能表，水務/燃氣公司需要部署連接管理平臺、設備管理平臺以及表計運營計費平臺等平臺形態(tài)。
 

　　一般來說，大型公用事業(yè)公司都會開發(fā)自有的IoT平臺，對表計進行計費和運營，并將第三方提供的連接管理和設備管理功能納入自有的IoT平臺中。不過，大量中小公用事業(yè)公司并不具備自行開發(fā)IoT平臺的資金和人才資源，還是需要第三方機構(gòu)為其提供低成本且成熟的平臺支持。
 

　　就以連接為例，正如前文所述，為了實現(xiàn)智能表計數(shù)據(jù)的有效上傳，可能采取了多家電信運營商NB-IoT網(wǎng)絡、小基站或?qū)＞W(wǎng)基站、eSIM空中寫卡等方式，要對大量的終端以及多種技術(shù)、多形態(tài)異構(gòu)網(wǎng)絡進行管理，公用事業(yè)公司需要一個統(tǒng)一的平臺對所有智能表流量使用狀況進行查詢和操作，并及時了解各類異構(gòu)網(wǎng)絡狀況。
 

　　借助NB-IoT智能表的契機，可實現(xiàn)大量中小公共事業(yè)公司資產(chǎn)和數(shù)據(jù)上云，基于此在平臺側(cè)采用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實現(xiàn)行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的變革，從而達到數(shù)字化轉(zhuǎn)型的目標。
 

　　作為公用事業(yè)運營商，通過終端側(cè)、管道側(cè)、平臺側(cè)端到端的變革，傳統(tǒng)的水務/燃氣公司生產(chǎn)經(jīng)營模式發(fā)生根本變革，不僅僅通過遠傳替代人工抄表方式、節(jié)省了運營成本，更是發(fā)揮了數(shù)據(jù)的價值，讓智慧服務、智慧調(diào)度、智慧生產(chǎn)得以實現(xiàn)，并基于能源大數(shù)據(jù)探索創(chuàng)新商業(yè)模式。
 

　　端到端解決方案，公用事業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型痛點
 

　　2020年11月，國內(nèi)規(guī)模大的燃氣技術(shù)設備展和城鎮(zhèn)水務技術(shù)博覽會分別在成都和杭州舉辦，參展廠家中除了傳統(tǒng)的管道、閥門、表計廠家外，也出現(xiàn)了NB-IoT芯片商、通信模組廠、電信運營商及專業(yè)技術(shù)服務商等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈公司。
 

　　可以看出，傳統(tǒng)公用事業(yè)向智能化發(fā)展過程中，NB-IoT是一個紐帶，圍繞這一紐帶還需要做大量工作才能實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標。其中，智能模組、通信網(wǎng)絡、連接管理平臺、設備管理平臺等都有很多痛點需要，公用事業(yè)公司及表計廠家并非這些領(lǐng)域的專家，還需要第三方專業(yè)技術(shù)服務為行業(yè)客戶提供從端到云的端到端解決方案，利用新技術(shù)和新模式來消除這些痛點。
 

　　終端側(cè)智能板卡定制化能力、管道側(cè)低成本快速的提供覆蓋、平臺側(cè)統(tǒng)一界面管理，賦能公用事業(yè)行業(yè)數(shù)字化的服務商需要綜合考慮這三方面的因素。筆者與參加燃氣技術(shù)設備展的一家物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)服務商信物科技創(chuàng)始人深入溝通后，獲悉該公司推出端到端的連接優(yōu)化服務方案，正是從表計行業(yè)端、管、云三方面痛點出發(fā)，致力于成為該行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型快速落地的賦能者。
 

　　具體來看，在終端側(cè)該公司推出了專為公用事業(yè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務定制的eSIM安全通信模組，這款模組eSIM功能可實現(xiàn)產(chǎn)線寫卡和安裝現(xiàn)場寫卡能力，解決生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)終端通信需求;內(nèi)置的定制MCU集成顯示驅(qū)動IC，實現(xiàn)基于傳感器響應的快速喚醒;而內(nèi)置的具有MESH功能的BLE芯片，可以實現(xiàn)NB-IoT網(wǎng)絡邊緣少量終端自組網(wǎng)進行數(shù)據(jù)回傳;另外，面對公用事業(yè)數(shù)據(jù)敏感性越來越高的背景，該模組集成的安全芯片支持新國密標準的密鑰運算和存儲，實現(xiàn)關(guān)鍵完整性驗證和可信身份驗證。該通信模組是在某大型燃氣公司實際需求基礎上進行的定制開發(fā)，定義了新的智能燃氣表方案板，降低燃氣公司整表采購成本近1/3，同時增強了融合通信及安全能力。
 

　　在管道側(cè)，針對公用事業(yè)用戶推出NB-IoT定制白盒基站，可以進行按需部署和混合組網(wǎng)。一方面，在高層建筑、地下室、城鄉(xiāng)結(jié)合部等NB-IoT網(wǎng)絡覆蓋不佳但是大量表計部署的區(qū)域，利用小基站提供快速的補盲;另一方面，面向偏遠農(nóng)村、廠礦等尚未覆蓋的區(qū)域提供邊緣計算(MEC)+小基站組合，邊緣計算網(wǎng)關(guān)同時兼具核心網(wǎng)功能，提供本地鑒權(quán)和接入服務，直接形成專網(wǎng)覆蓋。通過這兩類按需部署的方案，基本解決智能表連接的痛點。
 

　　在平臺側(cè)，將提供一個用戶可彈性配置的連接服務平臺，實現(xiàn)智能表計所需的通信相關(guān)的功能都在同一界面展示和操作，融合了跨運營商的連接管理、不同制式終端管理、通信資源管理、專用網(wǎng)絡管理等功能。例如，連接管理已實現(xiàn)了跨網(wǎng)絡、跨區(qū)域eSIM管理、空中寫號等功能;通信資源管理能讓用戶對自己訂購的流量卡資源進行管理操作，形成流量池平臺;網(wǎng)絡管理包括對專用小基站的管理。
 

　　可以預見，隨著NB-IoT智能抄表這一目前大細分市場走向成熟規(guī)模商用，越來越多的專業(yè)技術(shù)挑戰(zhàn)需要不同的企業(yè)來解決，傳統(tǒng)通信行業(yè)巨頭承擔了基礎研究和標準化的工作，以及骨干通信網(wǎng)絡的升級建設，智能表終端企業(yè)也要快速吸收新技術(shù)推出產(chǎn)品，公用事業(yè)單位終會走向大數(shù)據(jù)和人工智能的綜合運營，在其中仍有大量的微創(chuàng)新機會留給很多跨界技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)。
 

　　今年5月，工信部發(fā)布的《關(guān)于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》中明確提出，“面向能源表計等重點領(lǐng)域，推進移動物聯(lián)網(wǎng)終端、平臺等技術(shù)標準及互聯(lián)互通標準的制定與實施”以及“以能源表計等領(lǐng)域為切入點，助力公共服務能力不斷提升”。在公用事業(yè)領(lǐng)域推進移動物聯(lián)網(wǎng)標準和應用的實施，不僅僅是更換一個NB-IoT表計就能實現(xiàn)，而是需要深入該行業(yè)，從終端、管道、平臺多個環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新、解決痛點，業(yè)界需要更多能夠提供端到端方案的廠商。