在以往，能源類設(shè)備使用的通信大多是采用自有規(guī)格。但智能儀表卻要考慮到與各種設(shè)備的兼容性，因而應(yīng)該只采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方式。本文接著介紹國(guó)際市場(chǎng)上通用的通信技術(shù)的基礎(chǔ)。

在過(guò)去，從組成部件到使用的數(shù)據(jù)格式，電表和燃?xì)獗淼饶茉聪到y(tǒng)設(shè)備遵循的都是能源公司自行制定的標(biāo)準(zhǔn)。但近年來(lái)，由于系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)水平的提高、安裝使用成本等原因，儀表類開始使用也可應(yīng)用于消費(fèi)類產(chǎn)品等的開放式技術(shù)。通信領(lǐng)域可說(shuō)是這種趨勢(shì)的代表。智能儀表的通信功能更是在世界各個(gè)地區(qū)采用了多種多樣的開放技術(shù)。

連接儀表的路徑

智能儀表的通信路徑大致有兩條。與電力/燃?xì)夤�司管理儀表的“儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（MDMS*）”連接的“A路徑”，連接企業(yè)、家庭中的電器和能源管理系統(tǒng)（EMS）的“B路徑”。通過(guò)在家庭設(shè)置能源管理系統(tǒng)構(gòu)建的家庭內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，一般被稱為“家庭局域網(wǎng)（HAN，home area network）”，智能儀表經(jīng)由B路徑與HAN相連（圖1）。 

圖1：連接智能儀表的通信網(wǎng)絡(luò)

包括連接電力公司系統(tǒng)的“A路徑”和連接企業(yè)、家庭內(nèi)部能源管理系統(tǒng)的“B路徑”。通過(guò)在家庭內(nèi)設(shè)置能源管理系統(tǒng)構(gòu)筑的家庭內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通稱“家庭局域網(wǎng)”。各個(gè)國(guó)家和地區(qū)使用的技術(shù)種類繁多。

*儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（meter data management system）：分析智能儀表發(fā)送來(lái)的抄表值，進(jìn)行設(shè)定電價(jià)等操作的系統(tǒng)。

A路徑

A路徑通信主要有四個(gè)方式，（1）多跳傳輸近距離無(wú)線電波的廣域通信、（2）利用2G和3G等通信公司的廣域通信、（3）電力線通信、（4）公司自有專用線路。但（4）的用途是把匯總的智能儀表抄表值統(tǒng)一發(fā)送至公司的儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，逐一匯總每塊智能儀表抄表值是使用（1）、（2）、（3）方法（圖2）。

圖2：A路徑的通信方式

前景看好的方式有三個(gè)：（1）利用近距離無(wú)線等，在智能儀表之間進(jìn)行多跳傳輸通信的方式；（2）利用2G和3G等既有通信網(wǎng)的方式；（3）使用電力線通信，把輸電網(wǎng)作為通信基礎(chǔ)設(shè)施的方式。

首先，（1）是使智能儀表相互連接，構(gòu)筑網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的方式。通過(guò)智能儀表之間相互收發(fā)數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)。智能儀表之間的通信使用近距離無(wú)線。例如，美國(guó)加利福尼亞州北部的大型能源企業(yè)太平洋燃?xì)夂碗娏�公司（PG&E），在A路徑使用900兆赫頻帶的近距離無(wú)線，構(gòu)筑起了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。儀表的抄表值通過(guò)無(wú)線進(jìn)行Bucket Relay（傳遞水桶）式傳輸，逐一轉(zhuǎn)送至相鄰儀表，最終傳送到數(shù)據(jù)匯總設(shè)備。

多跳連接的優(yōu)點(diǎn)在于可以將數(shù)據(jù)匯總設(shè)備設(shè)置在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)所，以提高智能儀表的容納效率，并且降低網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑成本。因?yàn)椴捎玫氖墙�距離無(wú)線，所以電波的發(fā)送功率小，可以降低智能儀表的功耗。但另一方面，這種方式也存在缺點(diǎn)，在簽約用戶不密集的地區(qū)，需要增加數(shù)據(jù)匯總設(shè)備的數(shù)量，反而會(huì)加大構(gòu)筑成本。另外，匯總的抄表值要采用（2）、（3）、（4）等方法傳送至儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

（2）是利用2G和3G等手機(jī)網(wǎng)，在智能儀表與通信基站之間傳輸抄表值的方式。這種方式需要在每塊智能儀表里嵌入3G等的信號(hào)收發(fā)模塊，構(gòu)筑1對(duì)N的星形網(wǎng)絡(luò)。發(fā)送到基站的抄表值經(jīng)由通信公司的線路傳送到儀表數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于，使用已有的通信線路，便于降低網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑成本。

但缺點(diǎn)是無(wú)法覆蓋通信公司服務(wù)區(qū)之外的儀表。而且，每塊儀表都需要以高輸出功率發(fā)送無(wú)線電波，儀表的功耗會(huì)隨之加大。對(duì)于能夠確保電源的電表，這一點(diǎn)不成問(wèn)題，但不適合以電池驅(qū)動(dòng)為前提的燃?xì)獗怼Ｄ橙細(xì)夤�司的工作人員解釋說(shuō)，因?yàn)椤叭細(xì)獗硇枰�在不更換電池的情況下長(zhǎng)期連續(xù)工作。如果使用2G和3G信號(hào)，輸出功率過(guò)大，電池很容易耗盡”（注1）。