智能電表的功能模塊化

當(dāng)前電能表方案普遍采用功能一體化設(shè)計(jì)。電能表計(jì)量模塊的性能容易受到其他部分軟硬件設(shè)計(jì)的影響，而其他功能的損壞或失效容易累及電能表的計(jì)量部分。因此，電能表一旦出現(xiàn)故障，只能進(jìn)行整表更換，以保障電力計(jì)量工作的順利進(jìn)行。這勢(shì)必增加了智能電能表的維護(hù)成本，也造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。如果實(shí)現(xiàn)智能電能表的模塊化設(shè)計(jì)，就可以根據(jù)故障點(diǎn)，只對(duì)相應(yīng)的故障模塊進(jìn)行更換。這將大大降低地市電力公司的日常維護(hù)成本。

為了防止電能表程序遭到篡改，保證電能表計(jì)量功能的安全可靠，國家電網(wǎng)公司不允許電能表進(jìn)行軟件的在線升級(jí)。隨著智能電能表在我國的全面鋪開，很多問題和需求涌現(xiàn)出來。為了解決舊問題，滿足新需求，國網(wǎng)公司只能通過修改標(biāo)準(zhǔn)的方式進(jìn)行重新招標(biāo)。各地市公司只能將所有已鋪設(shè)的電能表進(jìn)行拆除，更換成新的電能表。這種更新?lián)Q代方式不但周期長(zhǎng)，成本高，還造成了大量的資源浪費(fèi)，給國網(wǎng)公司帶來了極大的成本壓力和施工壓力。如果實(shí)現(xiàn)智能電能表的模塊化設(shè)計(jì)，就可以將電能表的計(jì)量部分和非計(jì)量部分設(shè)計(jì)成獨(dú)立的功能模塊。對(duì)非計(jì)量部分的功能模塊進(jìn)行軟硬件的升級(jí)，并不會(huì)對(duì)核心的計(jì)量部分造成影響。這不僅保證了電能表計(jì)量功能的安全可靠，還滿足了居民用電過程中不斷變化的功能需求。

今后的電表設(shè)備將采用模組化結(jié)構(gòu)。將由一個(gè)底座和一些更為靈活的通信部件、I/O配件、控制配件和模塊組成，功能可以實(shí)現(xiàn)定制。所有模塊全部可以替換、組合，實(shí)現(xiàn)不同的功能配置，滿足不同的需求。另外所有的部件、模塊都能做到即插即用，自動(dòng)識(shí)別。

軟件方面將來也會(huì)實(shí)現(xiàn)模組化，基于一個(gè)統(tǒng)一的操作系統(tǒng)，保證智能化終端底層的軟件架構(gòu)是一致的，才能保證智能終端軟件的一致性。

智能電表采用功能模塊化設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，只需通過更換部分功能模塊就可以實(shí)現(xiàn)電表的升級(jí)換代，而無需更換整個(gè)電表，擺脫傳統(tǒng)電表設(shè)計(jì)中因不可更改導(dǎo)致的成批調(diào)換、淘汰以及系統(tǒng)重構(gòu)的缺陷；其次，由于功能的模塊化和結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，改變電力公司過于依賴某一電表廠家產(chǎn)品，并為規(guī)范電表的研發(fā)提供了可能；第三，可以通過現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程升級(jí)更換故障模塊，提高可維護(hù)性并節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。

智能電表的接口一體化

電能表從老式的機(jī)械表到智能電能表演變過程涵蓋了電能表接口一體化的過程。目前智能電能表僅國家電網(wǎng)范圍內(nèi)每年招標(biāo)幾千萬只，數(shù)目是龐大的，涉及上百家表廠、芯片提供商、端口提供商，從研發(fā)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)調(diào)試，再到現(xiàn)場(chǎng)安裝使用，如果沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)將耗費(fèi)巨大物力和人力，對(duì)于電力公司將增加巨大檢測(cè)成本，管理成本。對(duì)電力用戶來說種類繁多的接口也勢(shì)必影響使用體驗(yàn)度和應(yīng)用安全性。具有一體化接口的智能電能表實(shí)現(xiàn)了研發(fā)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)檢定的自動(dòng)化、庫房管理的標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)施安裝的統(tǒng)一化、抄讀付費(fèi)的信息化。另外隨著水、電、氣、熱四表集抄方案的推進(jìn)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，接口一體化的智能電能表是適應(yīng)信息時(shí)代的產(chǎn)物，符合智能硬件的智能化和信息化的特點(diǎn)，符合萬物互聯(lián)的市場(chǎng)需求。

在接口方面，未來將實(shí)現(xiàn)底座和模塊達(dá)到自動(dòng)交互、自動(dòng)識(shí)別的要求，實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議的優(yōu)化?；谒鼇韺?shí)現(xiàn)功能定制，需要應(yīng)用軟件的模型是統(tǒng)一的?；谶@個(gè)模型，可以開發(fā)不同的功能模，以適應(yīng)不同的需求。

未來通信接口轉(zhuǎn)換器也將具有通信模組化、多通信接口、即插即用、支持各種規(guī)約智能表計(jì)接入等特點(diǎn)。

通信接口轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵部件都是模塊化設(shè)計(jì)，可以支持多種通信技術(shù)，包括載波通信、微功率無線、lora，ZigBee，還有WiFi等多種通信技術(shù)。另外還擴(kuò)展了包括M-Bus總線通用接口，485通信總線接口。配置了大量的模塊和支持不同通信技術(shù)的端口，可以保證通信速率，做到自適應(yīng)。另外對(duì)于不同的通信設(shè)備，通信模塊可以過載保護(hù)和控制帶載能力。所有的模塊和設(shè)備終端的底座自動(dòng)適應(yīng)和匹配，不需要人為設(shè)置參數(shù)。

通信接口轉(zhuǎn)換器可以支持各種規(guī)約的智能表計(jì)接入，這也要求智能電表必須做到模塊化和一體化，才能有效地解決即插即用的要求。

智能電表的模塊化和一體化設(shè)計(jì)，將減少大量的資源浪費(fèi)，減少電力公司的成本壓力和施工壓力。不僅減少電力公司的檢測(cè)成本和管理成本，對(duì)電力用戶來說也將提高用戶體驗(yàn)和應(yīng)用安全性。