关于智能电表、LPWAN连接和eSIMs
- 来源：千家网
- 2022/10/18 9:09:56
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物联网技术对于成功部署和采用智能电能表至关重要。物联网设备和网络可以远距离传输数据，以低成本使用最少的电力。高级计量基础设施(AMI)帮助公用事业公司实现设备连接、客户计费和能耗监控的自动化。智能计量、通信网络和eSIMs等数据管理系统的结合实现了公用事业提供商和客户之间的双向通信。
智能计量和智能电网
通过使用各种应用程序进行集中读取和使用跟踪，燃气和电力智能计量在本地监测客户的能源消耗。智能电表的使用寿命通常长达20年。当连接到互联网时，它们提供了一系列远程监控和警报功能。它们还支持强大的数据分析，帮助公司和用户优化能源消耗。
智能电表数据输入智能电网，使公用事业公司能够汇总和管理这些数据，并远程大规模监控电网的健康状况。智能电网技术使用智能电表和分析工具来自动化、监控和控制城市间的公用事业可用性。智能电网使电力公司能够实现可持续、高效和安全的供电，从而跟踪和实现其气候变化和碳足迹目标。
用于部署的LPWA连接
公用事业公司已将智能计量确定为物联网(IoT)应用，有助于解决本地抄表和监控带来的成本、时间和效率挑战。从传统电表过渡到智能电表是全球最重要的物联网计划之一。根据Transforma Insights Connected Things TAM对智能电表物联网市场的预测，到2030年，将部署22亿个智能电表。
智能电表部署的加速主要是因为政府倡议公用事业公司通过跟踪消费来实现可持续发展目标。最近蜂窝无线电演进努力满足物联网特定用例，带来了低功耗广域网(LPWA)技术的出现，如NB-IoT和LTE-M
全球物联网市场预测
这些无线电技术通过允许设备每天建立一次或两次蜂窝连接来报告数据，吸引了公用事业公司。它们可以使用单次充电电池，安装方便。电池续航时间长对于煤气表来说很宝贵，因为它们通常不容易用电。
改变游戏规则的见解
智能电表数据和分析有助于公用事业公司预测需求何时会很高，以管理供应。它们还允许共享描述计费影响的使用模式，以及更高效的客户计费。这反过来鼓励消费者计划付款，更负责任地使用电力和天然气。公用事业公司从智能计量使用数据中看到了现金计量效率和改变游戏规则的客户洞察力。好处包括更快的需求响应、更好的分布式资源管理、运营效率和改善的客户关系。
使用eSIM面向未来
公用事业基础设施是一个诱人的篡改目标，智能电表为网络攻击提供了切入点。敏感的智能电表使用数据传输可能会被阻止或转移到坏人手中。在管理大规模远程部署的同时防止恶意黑客攻击的一个解决方案是利用eSIM的安全功能。嵌入式SIM (eSIM)是焊接到设备内部电路板上的硬件组件。eSIM是一种防篡改芯片，提供标准化的蜂窝电信安全性和功能。这种专用硬件在物理上和逻辑上都是隔离的，提供了与设备的其他进程和资源隔离的可控保护。
不可移除的sim卡虽然在物理上更加安全，但却可以防止设备被换成新的连接提供商的套餐。然而，由于GSMA的远程SIM卡供应(RSP)架构和功能强大、兼容的SIM卡操作系统(OS)，SIM卡硬件可以安全地保持在原位，而运营商的证书和设置(SIM卡配置文件)可以安全地远程添加或删除。
蜂窝连接保护从设备到运营商的互联网网关的链接，但不通过开放的互联网到公用事业聚合和管理基础设施的链接。此外，它将无法确保电表是真实的，并由公用事业公司授权。公用事业公司可以同意使用直接虚拟专用网络(VPN)到运营商的网关；但是，这可能会带来一些限制，因此他们可能会额外寻求数据加密来保护设备和设施之间的数据。此外，电力公司还希望验证只有真正的电表才能获得对其基础设施的授权访问。
物联网安全是在设备端的SIM内提供信任根的一个选项。这保护了公用事业公司的加密技术，可用于向公用事业公司证明血糖仪的真实性。它还可用于加密设备发送的所有数据。加密的数据只有在安全聚合点收到后才能由实用程序解密。相反，设备可以使用信任证书的根来验证所接收的数据是真实的和可信任的。凭借安全可靠的连接和可靠的设备到公用事业数字通信路径，智能电表和智能电网也能受益于新功能和安全软件更新。这一功能可确保它们在较长的预期寿命内得到适当保护，并最大限度地减少昂贵的仪表维护或硬件更换访问。
eSIM在智能电表中的优势
让我们来看看eSIM技术在智能电表方面的一些强大优势：
1.远程管理和可扩展性:该解决方案降低了设置成本，并通过现场下载本地MNO配置文件的能力实现无缝全球连接。
2.无缝连接:可用的蜂窝连接选项包括LTE-M、NB-IoT、2G、3G、4G和5G。多种多样的蜂窝连接选项促使公用事业公司将私有和公共蜂窝网络用于其数字电网基础设施。
3.智能电表安全:通过将物联网安全融入制造流程，设备变得更加安全。这是信任根(ROT)在受智能电表操作系统信任的安全区域中提供一系列功能的地方。数以百万计的智能仪表设备中嵌入了独一无二的凭证，从而降低了风险并实现了规模增长。
整个生态系统中的机会
#1:原始设备制造商(OEM)
OEM可以在制造时集成eSIM功能。然后，他们可以为公用事业公司提供蜂窝连接供应和管理选项的选择。原始设备制造商可以选择包括一个生活中的连接管理产品，或者把这个任务交给公用事业公司或他们选择的连接管理提供商。eSIM带来了灵活性，允许在智能电表的生命周期内改变连接提供网络，并允许包含备用配置文件，以便在主连接发生中断时恢复连接。它们还可以整合设备信任根功能，使公用事业提供商能够安全地将每个智能电表注册到智能电网的AMI中。这种增值保证了这些信息的安全性和数据的真实性。
#2:移动网络运营商(MNO)
MnO或MVNOs提供“仅连接”或充当端到端连接解决方案推动者。第二个选项意味着他们可以促进集成或提供后端订阅管理、数据流量报告、计费，甚至远程云管理功能。
#3:连接管理平台(CMP)提供商
CMPs聚合了大量不同蜂窝网络之间的连接，消除了电力公司对复杂的多种一对一关系和集成的需求，同时允许每个智能电网蜂窝组件通过最强大的本地蜂窝从连接中受益。提供适合智能电网部署的连接需求的灵活管理，CMP的角色不一定是公用事业公司寻求在内部获得的技能或优势，因此投资于提供商和服务来为他们提供它具有经济意义。
#4:消费者
消费者可以从联网智能电表中获益，更好地了解他们的能源使用情况。他们不再需要记录读数，也不需要在电力公司员工来访时在场。无论是公寓、住宅还是商业场所，智能电表都可以提供每小时的使用数据。可通过移动应用程序或网站仪表板查看，消费跟踪允许用户和使用之间更大和更精细的关联。这反过来允许他们制定最经济的例行程序，无论是什么时候运行洗衣机、滚筒式烘干机，还是安装节能自动化设备。
#5:政府和监管机构
各国政府已承诺挑战零碳目标，并已颁布立法来实现这些目标。监管机构负责实现这些目标，但在能源行业，如果没有智能电表和电网，这些目标很难在公共事业中实现。强制性智能电表和电网推广计划提供了关键组件，公用事业公司可以通过这些组件收集可靠的使用数据，并提供给监管机构。这有助于监管机构对碳中和的进展进行更好的测量和报告。此外，政府可以利用这些数据获得更深刻的见解，更好地了解人口的富裕和贫困水平，并确定需要有针对性的干预措施的重大脆弱领域。
连续连接
智能电表和电网需要连接才能将数据传输到聚合和分析点，而物联网技术可以安全地提供这种连接。蜂窝连接，特别是LPWA技术，由于其标准化的性质，非常适合提供这种连接，从而确保连接的安全性、隐私性、可支持性和可靠性。SIM卡是蜂窝连接的另一个关键组件，特别是对于设备的终端安全性而言。eSIMs尤其可以保护和确保智能电表内网络提供商的用户身份和认证加密。在工业应用案例中，包括蜂窝连接在内的设备制造商越来越多地选择永久固定的SIM外形、嵌入式SIM甚至集成式SIM作为设计的一部分。
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