DECT NR+在非洲实现智能计量
作者：Lorenzo Amicucci, Nordic Semiconductor
陈旧的电能计量意味着效率、准确性甚至电网可靠性较低，这不仅给电力企业的基本运营效益带来压力，还会直接拖累电力供应的稳定性和合理价格，影响到社区和家庭的日常生活和预算。
智能计量及其产生的大量实时数据，就是显而易见的解决方案。然而，无论在在任何地区，要成功部署智能计量技术，就必须在电力公司与计量表之间，以及计量表与消费者之间实施有效的连接解决方案。
非洲的智能计量解决方案需求
在非洲地区，升级到智能计量的紧迫性非常明显。配电电力公司，包括市政、都市和私营供应商，以及智能城市项目、离网解决方案供应商和电表制造商，都是非洲大陆能源行业转型的关键利益相关者。他们共同认识到，消除人工抄表对于大幅降低运营成本、向客户准确收费、启动动态定价、监控电网损耗、优化电网性能和减少停电非常重要。
此外，人们也清楚地认识到，联网计量将使消费者有能力主动管理和优化自己的能源消耗，从而获得益处。但是，智能计量取决于可靠的通信运作，这在非洲地区并不容易实现。
主流计量技术无法提供支持
目前在非洲使用的两种主流计量技术是电力线载波(PLC)和蜂窝技术，然后，尽管这两种技术在其他地方取得了成功，但由于种种原因在非洲地区实施效果不佳。
对于PLC解决方案，预付费电表通过物理电力线进行通信，将数据发送回数据集中器(DCU)，然后再由数据集中器将数据发送到云端。对于蜂窝解决方案，每个预付费电表都有一个蜂窝调制解调器，可与蜂窝基站进行通信，然后将数据回传至能源公司的软件平台。
黑点有时会降低蜂窝网络覆盖的可靠性，导致蜂窝订阅费用高昂和服务可用性降低。而且，由于蜂窝智能仪表的订阅是以优化成本为优先，因此数据传输的频率往往受到限制。
而且，非洲地区网络经常出现计划内和计划外停电，PLC 解决方案也无法很好地工作。如果发生停电，恢复供电后，网络需要很长时间才能重新启动，智能电表也需要很长时间才能重新连接，这就延误了重要的电网管理讯息和消费者通知。
加入电网的可再生能源也会对PLC通信产生负面影响，而许多劣质电器等消费设备会产生严重的干扰，从而进一步破坏智能电表的通信。
DECT NR+解决联网难题
鉴于这些成熟技术仍然存在缺点，无线连接标准DECT NR+ (NR+)应运而生，成为了PLC和蜂窝技术的可行替代技术。NR+在设计上具有与蜂窝网络相同的无缝运作和安全性能，正常运行时间的可靠性超过99.99%，此外，NR+还具有出色的抗盲点和抗干扰能力，这在一定程度上要归功于强大稳定的物理层，以及在不太拥堵的1.9 GHz频段上运行。
通过NR+，智能电表可利用其自修复网状拓扑结构来扩展和加强无线网络覆盖范围。在城市环境中，每个智能电表可与50多个相邻电表连接，形成多个接入点，实现可靠的通信。
此外，NR+的运营成本较低，数据费用可忽略不计，并减少了对电信运营商的通信依赖。在城市地区，数千个智能电表可共享一个蜂窝套餐订阅，而在农村地区，由于房屋网络拓扑结构分散，这一比例较低。
传统的智能电表通常在夜间或每天几次发送数据，而使用NR+之后，数据可以每分钟传输一次。由于通过单个大容量连接(LTE、Wi-Fi 或以太网)进行整合数据传输，以及通过DECT NR+频段进行免许可证通信，因此蜂窝订阅费用不会大幅增加。
Wirepas DECT NR+智能计量解决方案
智能计量领域的创新企业已经开始利用NR+。例如，南非设计和制造公司 Sustainable Energy Technologies (SET)推出了基于 NR+ 的 Wirepas 射频网状网络智能计量解决方案，该解决方案部署在Nordic Semiconductor公司的下一代nRF9151 模组上。这款解决方案是为配电电力公司和电表制造商开发的，旨在推动非洲向智能能源解决方案过渡，最初开发的重点地区是南非和肯尼亚。
Wirepas NR+实施方案解决了PLC和蜂窝电表的所有局限性，同时可持续收集近乎实时的能源数据，并实现远程电表监控的双向网络通信。
nRF9151专为NR+和蜂窝物联网应用量身定制
Nordic的nRF9151低功耗模组专为DECT NR+和蜂窝物联网应用而设计，支持Wirepas的NR+协议栈，可实现优先考虑可靠性、安全性、长距离和可扩展性的大规模网状网络应用。
用于DECT NR+时，nRF9151具有高发射功率，可确保即使在信号较弱的区域也能进行长距离通信，而且，它还具有卓越的接收器灵敏度，可使设备检测到来自远处智能电表或网络节点的微弱信号。nRF9151具备紧凑的尺寸(12 x 11 mm)和开放式 MCU，因而非常适合集成到智能电表内的单芯片网络接口卡(NIC)。
NR+克服了以往的局限性，确保实现可靠、远距离和高性价比的连接，满足了非洲地区的智能计量需求。Nordic提供的技术和专门从事智能计量的合作伙伴将为这一强大变革提供有力的支持。
