【儀表網(wǎng) 行業(yè)應(yīng)用】本文從實際應(yīng)用出發(fā)，在闡述實施智能燃氣現(xiàn)實意義的基礎(chǔ)上，對物聯(lián)網(wǎng)市場的特點進行了深度分析，同時，描述了LoRa技術(shù)及其優(yōu)勢、燃氣應(yīng)用場景、智能燃氣表的主要功能，并就貴州全省LoRa網(wǎng)絡(luò)部署情況和貴燃集團智能燃氣應(yīng)用實例進行了分享。
 

　　隨著通訊技術(shù)和窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使用基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠程智能表具也得到廣泛應(yīng)用。積極推進物聯(lián)網(wǎng)遠程智能表具的應(yīng)用，并在LoRa技術(shù)與NB-IoT技術(shù)狼煙四起的競爭環(huán)境中，深入分析研究燃氣抄表應(yīng)用場景，進而胸有成竹，準確把握技術(shù)方向，正確決策，對管理決策者而言是極其重要的。
 

　　實施智能燃氣表的現(xiàn)實意義
 

　　產(chǎn)業(yè)政策，促進住宅建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)進程
 

　　國家建設(shè)部在《2000 年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程城市示范小區(qū)規(guī)劃設(shè)計導(dǎo)則(修改稿)》中明確提出“推廣應(yīng)用戶外計量(含水、電、暖、燃氣表)技術(shù)”，提出在二十一世紀住宅小區(qū)規(guī)劃要“統(tǒng)一實現(xiàn)三表遠傳”、“實現(xiàn)方便查表、不干擾住戶、使人工查表工作逐步過渡到數(shù)字化傳送”的要求，進而推進住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化。
 

　　住宅智能抄表系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，將進一步推動公共能源的計量與抄收自動化，逐步實現(xiàn)能源供應(yīng)的實時動態(tài)監(jiān)控，推動我國自來水、燃(煤)氣、熱力、電力公司的管理升級，提高職能部門城市能源管理能力，進而提高住宅的科技含量，推動我國智能化住宅的建設(shè)，促進我國住宅建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)化進程。
 

　　社會進步和服務(wù)文明的具體體現(xiàn)
 

　　一方面，對燃氣、電力公司而言，抄表、收費是永恒的話題，為貫徹“以人為本、用戶至上”“充分尊重用戶隱私”的服務(wù)理念，提高公司的服務(wù)品質(zhì)，有必要在現(xiàn)代建筑中，推廣安裝住宅智能抄表系統(tǒng)，從而逐步實現(xiàn)國家建設(shè)部提出的二十一世紀住宅小區(qū)規(guī)劃要“方便查表、不干擾住戶、使人工查表工作逐步過渡到數(shù)字化傳送”的要求。
 

　　另一方面，從使用安全需要出發(fā)，燃氣與水電不同，計量表具安裝的特點是入戶安裝，傳統(tǒng)方式均為入戶抄表。因此，推廣安裝遠傳抄表系統(tǒng)，可以避免因入戶抄表而對用戶產(chǎn)生的不必要的打擾，也有利于避免因不法分子假借入戶抄表而引發(fā)的治安問題，有利于和諧社會的構(gòu)建，是小區(qū)物業(yè)服務(wù)和公益性行業(yè)公司服務(wù)文明上臺階的具體體現(xiàn)，也是社會進步和家居文明的象征。
 

　　社會老齡化的智慧化服務(wù)需求
 

　　根據(jù)全國老齡委公布的《中國人口老齡化發(fā)展趨勢預(yù)測研究報告》，本世紀中國人口老齡化可劃分為三個階段：快速老齡化階段、加速老齡化階段、重度老齡化階段。“從2001年到2020年是我國快速老齡化階段。到2020年，老年人口將達到2.48億，老齡化水平將達到17.17%”。
 

　　因此，隨著我國社會老齡化程度不斷上升，房屋空置和空巢現(xiàn)象不斷涌現(xiàn)，對物業(yè)管理等公共服務(wù)的化和個性化、完整化、便捷化、主動化、智慧化，提出了新的要求。智慧小區(qū)、智慧社區(qū)、智慧城市是歷史趨勢，特別是加上生活方式的變化，工作壓力的增加，客戶個性化需求在不斷提高，在小區(qū)服務(wù)方面，需求更加豐富，而智能抄表形成的真實的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可以為智慧小區(qū)的溫馨服務(wù)，提供更多的決策依據(jù)，以滿足社會老齡化的智慧化服務(wù)需求。
 

　　住房品牌提升和小區(qū)物業(yè)管理升級
 

　　一方面，進一步提高住宅的科技含量，推動我國智能化住宅的建設(shè)，有助于促進我國住宅建筑節(jié)能產(chǎn)業(yè)化進程，是房開企業(yè)擔負的歷史使命。
 

　　另一方面，各地實踐經(jīng)驗證明，智能抄表系統(tǒng)已得到燃氣用戶和房屋開發(fā)公司的廣泛認同，在新建住宅小區(qū)中，安裝智能抄表系統(tǒng)，是住宅小區(qū)智能化的重要標志，市場經(jīng)濟下的，能極大地提升住宅小區(qū)的住房品味，提高同業(yè)銷售競爭力，提升住宅銷售價格，促進住宅銷售，還能為日后的物業(yè)管理打下良好基礎(chǔ)，用戶和物業(yè)可就近查詢用氣情況，做到心中有數(shù)。
 

　　提高燃氣企業(yè)的經(jīng)營、管理效益
 

　　燃氣企業(yè)具有公益事業(yè)與社會產(chǎn)業(yè)雙重屬性，其核心業(yè)務(wù)本身關(guān)系國計民生，公共性、公益性、基礎(chǔ)性特征突出。服務(wù)民生，是燃氣企業(yè)公益性的核心體現(xiàn)，做好客戶服務(wù)工作，在提供社會公益服務(wù)的同時，創(chuàng)造利潤，是燃氣企業(yè)生存和發(fā)展的根本。
 

　　推動遠傳抄表系統(tǒng)在新型智能化住宅的應(yīng)用，將極大地推動燃氣行業(yè)的企業(yè)信息化建設(shè)，幫助企業(yè)解決抄表難、收費難，抄表工作條件差、效率低、勞動強度大、不可控等普遍問題，幫助企業(yè)創(chuàng)新客戶服務(wù)管理模式和信息傳輸模式，降低溝通成本，提高資源利用率和顧客忠誠度，增強公司競爭優(yōu)勢，突出企業(yè)公共性、公益性、基礎(chǔ)性特征，提高燃氣企業(yè)的經(jīng)營、管理效益，進而幫助燃氣企業(yè)實現(xiàn)公益事業(yè)與社會產(chǎn)業(yè)的雙重屬性。
 

　　同時，輕松實現(xiàn)“預(yù)付費”、“階梯氣價”、“順價銷售”、供氣安全，提升燃氣費回收率 、有效降低運營成本。同時，使燃氣公司坐擁燃氣客戶端大數(shù)據(jù)，為公司開展衍生業(yè)務(wù)方便搭建得天獨厚的大平臺。特別是，在對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分類、清洗、收集的基礎(chǔ)上，通過客戶用氣大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用開發(fā)，能提供與用戶高度關(guān)聯(lián)的、跨行業(yè)的、特異性服務(wù)。
 

　　毫無疑問，使用智能抄表系統(tǒng)，可以形成一個用戶、房開、燃氣公司、社會、政府多贏的良好局面。
 

　　物聯(lián)網(wǎng)市場特點深度分析
 

(圖1 物聯(lián)網(wǎng)市場特點分析)
 

　　LoRa與NB_IoT的技術(shù)比較
 

　　LoRa 是LPWAN通信技術(shù)中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術(shù)的超遠距離無線傳輸方案。
 

　　特別適用電池供電終端
 

　　LoRa技術(shù)具有遠距離、可雙向通訊、低成本且低功耗，LoRa信號對建筑的穿透力很強，針對電池電力運作的終端(如燃氣抄表應(yīng)用環(huán)境)，具有不可替代的核心優(yōu)勢。
 

　　端到端的安全加密
 

　　在網(wǎng)絡(luò)安全性上，LoRa具有端到端的安全網(wǎng)絡(luò) (AES128安全加密)，而LoRaWAN的端到端加密架構(gòu)中，終端有多個會話密鑰。采用LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)層密鑰和應(yīng)用層密鑰分離，網(wǎng)絡(luò)無法知悉應(yīng)用層的數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容：
 

　　(1)網(wǎng)絡(luò)層密鑰用于終端 -- 網(wǎng)絡(luò)間的接入認證；
 

　　(2)應(yīng)用層密鑰用于終端 -- 應(yīng)用間的數(shù)據(jù)加解密，應(yīng)用層密鑰由應(yīng)用自主控制；
 

圖2 應(yīng)用層端到端的加密AppKey架構(gòu)圖
 

圖3 LoRa技術(shù)應(yīng)用拓撲圖
 

　　LoRa與NB-IoT技術(shù)比較
 

圖4 LoRa與NB-IoT技術(shù)比較圖
 

　　智能燃氣表發(fā)展方向和通訊選擇
 

　　IC > 有線遠傳IC+遠傳 > 無線(自主網(wǎng)無線)> 2G物聯(lián)網(wǎng) > LoRa(小擴頻)> IoT表。
 

　　有線遠傳的缺陷
 

　　現(xiàn)有有線出戶產(chǎn)品，其可靠性并不高，復(fù)雜的安裝施工和高維護成本，集中器對市電的依賴以及不能解決預(yù)付費欠費的關(guān)斷問題，注定將斷送其發(fā)展前景。
 

　　技術(shù)選擇的三重境界
 

　?、傧矚g某種技術(shù)
 

　　其實是“被喜歡”，基于技術(shù)水平局限或技術(shù)經(jīng)歷慣性思維，也可能是一己私利或行政暗示。
 

　　②技術(shù)崇拜
 

　　崇拜迷戀新技術(shù)，不思進取，缺乏全面的適應(yīng)性研判。
 

　?、劬C合研究
 

　　以應(yīng)用為驅(qū)動，深入研究應(yīng)用場景的真實需求和對技術(shù)的敏感性，有效進行技術(shù)的前瞻性研判，對應(yīng)用項目的可持續(xù)性、特異性進行深入研究，在行業(yè)內(nèi)(業(yè)主、設(shè)備商)廣泛交流，通過成果分享，有更多的行業(yè)共識。
 

　　燃氣應(yīng)用場景的需求特點
 

圖5 燃氣應(yīng)用場景的需求特點
 

　　LoRa與NB-IoT誰主沉浮
 

　　總體研判原則
 

　　(1)沒有一種技術(shù)可以滿足IoT所有的需求；
 

　　(2)業(yè)界焦點是NB-IoT 和 LoRa。但它們具有不同 的技術(shù)和商業(yè)特性，應(yīng)用場景自然有別；
 

　　(3)更重要的是，不同的應(yīng)用場景，對不同的通訊技術(shù)具有完全不同的敏感度。技術(shù)選擇，需認真研究、仔細考量。
 

　　NB-IoT的適應(yīng)性分析
 

　　(1)NB-IoT由原有基站升級而來，升級成本高；
 

　　(2)原有基站的覆蓋，以“人跡可到”為基礎(chǔ)，終端移動性很強，沒有反向適應(yīng)性；
 

　　(3)功耗問題存疑。
 

　　結(jié)論
 

　　毫無疑問，使用基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)燃氣表，是燃氣遠程抄表系統(tǒng)的發(fā)展方向，而基于燃氣應(yīng)用場景，在具體通訊技術(shù)的選擇上，LoRa技術(shù)是“情投意合的婚姻伴侶”，無疑是選擇。
 

　　案例分析
 

　　項目背景
 

　　中安云網(wǎng)是在貴州省政府的大力支持下，由貴州燃氣集團股份有限公司發(fā)起，貴州廣電網(wǎng)絡(luò)股份有限公司，中興克拉科技(蘇州)有限公司，貴州華芯集成電路產(chǎn)業(yè)投資有限公司等八家大型企業(yè)合資，于2017年7月24日正式成立。公司聚焦LoRa物聯(lián)網(wǎng)端到端解決方案的研發(fā)與交付，提供專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃咨詢及運維等服務(wù)，具有巨大的產(chǎn)業(yè)帶動能力。
 

　　貴州全省LoRa網(wǎng)絡(luò)部署情況
 

　　目前，部署網(wǎng)關(guān)880臺，已成為全國大的LoRa網(wǎng)絡(luò)，基本實現(xiàn)貴州全省省、地市兩級覆蓋，已啟動縣級覆蓋的網(wǎng)關(guān)部署工作，未來，全省將實現(xiàn)省、地市、縣、區(qū)(鄉(xiāng))、鎮(zhèn)(村)五級覆蓋，預(yù)計部署網(wǎng)關(guān)6,000臺，投資1.2億。
 

圖6 貴州全省LoRa網(wǎng)絡(luò)部署情況
 

　　傳統(tǒng)有線智能燃氣表應(yīng)用
 

　　(1)智能化率65%以上；
 

　　(2)2005-2018年期間，安裝使用有線方式：60萬戶，以貴陽地區(qū)為主。
 

　　LoRa智能燃氣表應(yīng)用
 

　　(1)出臺了貴州燃氣集團《居民用戶LoRa技術(shù)智能燃氣表具技術(shù)要求》；為先進、、安全的抄表方式，標準化應(yīng)用提供保障條件；
 

　　(2)從2018年4月開始，貴州燃氣啟動智能燃氣表的升級工作，目前已安裝并投用8萬戶，抄表成功率遠遠高于其它通訊技術(shù)；
 

　　(3)新安裝用戶使用LoRa(無線)方式，每年新增使用量為20萬戶；
 

　　(4)貴州全省推廣應(yīng)用。
 

　　總體研判原則
 

　　(1)沒有一種技術(shù)可以滿足IoT所有的需求；
 

　　(2)業(yè)界焦點是NB-IoT 和 LoRa。但它們具有不同 的技術(shù)和商業(yè)特性，應(yīng)用場景自然有別；
 

　　(3)更重要的是，不同的應(yīng)用場景，對不同的通訊技術(shù)具有完全不同的敏感度。技術(shù)選擇，需認真研究、仔細考量。
 

　　(原文標題：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在燃氣抄表應(yīng)用中的選擇)