【智能仪表】（3）需考虑兼容，两种通信路径渐成国际标准主流

在以往，能源类设备使用的通信大多是采用自有规格。但智能仪表却要考虑到与各种设备的兼容性，因而应该只采用国际标准方式。本文接着介绍国际市场上通用的通信技术的基础。

在过去，从组成部件到使用的数据格式，电表和燃气表等能源系统设备遵循的都是能源公司自行制定的标准。但近年来，由于系统设备技术水平的提高、安装使用成本等原因，仪表类开始使用也可应用于消费类产品等的开放式技术。通信领域可说是这种趋势的代表。智能仪表的通信功能更是在世界各个地区采用了多种多样的开放技术。

连接仪表的路径

智能仪表的通信路径大致有两条。与电力/燃气公司管理仪表的“仪表数据管理系统（MDMS*）”连接的“A路径”，连接企业、家庭中的电器和能源管理系统（EMS）的“B路径”。通过在家庭设置能源管理系统构建的家庭内网络，一般被称为“家庭局域网（HAN，home area network）”，智能仪表经由B路径与HAN相连（图1）。 

图1：连接智能仪表的通信网络

包括连接电力公司系统的“A路径”和连接企业、家庭内部能源管理系统的“B路径”。通过在家庭内设置能源管理系统构筑的家庭内网络通称“家庭局域网”。各个国家和地区使用的技术种类繁多。

*仪表数据管理系统（meter data management system）：分析智能仪表发送来的抄表值，进行设定电价等操作的系统。

A路径

A路径通信主要有四个方式，（1）多跳传输近距离无线电波的广域通信、（2）利用2G和3G等通信公司的广域通信、（3）电力线通信、（4）公司自有专用线路。但（4）的用途是把汇总的智能仪表抄表值统一发送至公司的仪表数据管理系统，逐一汇总每块智能仪表抄表值是使用（1）、（2）、（3）方法（图2）。

图2：A路径的通信方式

前景看好的方式有三个：（1）利用近距离无线等，在智能仪表之间进行多跳传输通信的方式；（2）利用2G和3G等既有通信网的方式；（3）使用电力线通信，把输电网作为通信基础设施的方式。

首先，（1）是使智能仪表相互连接，构筑网状网络的方式。通过智能仪表之间相互收发数据形成网络。智能仪表之间的通信使用近距离无线。例如，美国加利福尼亚州北部的大型能源企业太平洋燃气和电力公司（PG&E），在A路径使用900兆赫频带的近距离无线，构筑起了网状网络。仪表的抄表值通过无线进行Bucket Relay（传递水桶）式传输，逐一转送至相邻仪表，最终传送到数据汇总设备。

多跳连接的优点在于可以将数据汇总设备设置在适当的场所，以提高智能仪表的容纳效率，并且降低网络的构筑成本。因为采用的是近距离无线，所以电波的发送功率小，可以降低智能仪表的功耗。但另一方面，这种方式也存在缺点，在签约用户不密集的地区，需要增加数据汇总设备的数量，反而会加大构筑成本。另外，汇总的抄表值要采用（2）、（3）、（4）等方法传送至仪表数据管理系统。

（2）是利用2G和3G等手机网，在智能仪表与通信基站之间传输抄表值的方式。这种方式需要在每块智能仪表里嵌入3G等的信号收发模块，构筑1对N的星形网络。发送到基站的抄表值经由通信公司的线路传送到仪表数据管理系统。这种方式的优点在于，使用已有的通信线路，便于降低网络的构筑成本。

但缺点是无法覆盖通信公司服务区之外的仪表。而且，每块仪表都需要以高输出功率发送无线电波，仪表的功耗会随之加大。对于能够确保电源的电表，这一点不成问题，但不适合以电池驱动为前提的燃气表。某燃气公司的工作人员解释说，因为“燃气表需要在不更换电池的情况下长期连续工作。如果使用2G和3G信号，输出功率过大，电池很容易耗尽”（注1）。