智能电表为物联网和可持续发展提供了巨大机遇

预计到2027年，全球将有超过18亿个智能电表连接投入使用，智能电表连接为蜂窝网络和低功耗物联网连接带来了巨大机遇。

随着能源价格飙升和淡水等资源稀缺，智能电表成为监控和管理水、燃气和电力消耗的最佳设备之一。

智能电表和高级计量基础设施（AMI）是智能电网的构建模块。AMI是指收集和分发消费信息的系统。

自2018年以来，许多地区强制安装智能电表。意大利、德国和西班牙等国家的普及率超过99%。意大利自2006年起强制安装智能电表，为更广泛的市场树立了榜样。在英国，智能电表的普及率为98%。

智能水表和燃气表仍需广泛部署。这为电信和制造商进入这个不断增长的市场提供了巨大的机会。

Juniper Research最近的一份报告预计，到2027年，全球智能电表连接数量将达到18亿台。因此，智能电表连接代表了蜂窝网络和低功耗物联网连接的重要机会。该报告预测，智能电表部署和使用的硬件、连接和服务收入将超过600亿美元，高于2023年的410亿美元。

虽然在许多领域可以使用LoRaWan等专用低功耗广域网(LPWAN)，但蜂窝连接，尤其是使用LTE CAT-M和NB-IoT等物联网服务，更适合在许多市场提供无处不在的接入。

该报告的合著者Nick Maynard表示：“虽然智能电表在部署方面取得了长足的进步，但其性能取决于所利用的连接性。公用事业必须致力于为其所在地聚合最好的网络，否则将无法获得智能电表所能提供的好处。”

在一些市场中，智能电力电表使用电网直接连接到公用事业。只要电力线和基础设施能够处理数据传输，这既方便又便宜。

这仅适用于某些地区和某些类型的仪表。此外，煤气表和水表不插入电源插座（通常配有电池），并且在停电期间仍可继续工作。

低功耗蜂窝连接为部署数十亿个智能电表提供了最佳解决方案。LTE Cat-M和NB-IoT都不需要太多的电力来运行，并且可以在电池供电的传感器、智能电表和其他连接设备中使用这些电力。这些设备通常可以运行数年而无需维护。此外，LTE-M和NB-IoT都提供了通往5G的清晰路径，因为两者都存在于新无线电的规范中。

此外，LTE-M支持OTA更新。与更高的带宽相结合，传输SIM配置文件和所需的更新使其更易于访问。这在现场有大量设备，且让技术人员执行相关更新在经济上效率不高的情况下特别有用。

安全对于智能电表至关重要，ESIM提供信任根

许多最新的可穿戴设备、笔记本电脑、平板电脑以及现在的智能手机都具有使用嵌入式SIM(eSIM)的蜂窝连接功能。eSIM不使用通常插入智能手机中的传统塑料SIM卡，而是允许制造商直接将安全模块放置在其设备的主板上，从而节省功耗并缩小尺寸。

根据Juniper Research的数据，到2026年，使用eSIM技术的全球物联网连接数量将从2023年的2200万增至1.95亿。报告指出，在eSIM平台中，变体“eIM”(eSIM物联网管理器)的应用日益广泛，这将推动未来三年的增长。

嵌入式SIM提供与传统用户身份模块相同的功能和安全性。初始信任根是在GSMA认证的工厂中预先编程的，并且运营商凭证被添加到主安全密钥中。GSMA IoT SAFE（用于安全端到端通信的IoT SIM小程序）使物联网设备制造商和服务提供商能够利用SIM作为强大、可扩展、标准化的硬件安全性来保护物联网数据通信。这为防止物理篡改提供了额外的保护，并允许交付经过认证的安全更新。

目前，不同的半导体企业正在推出系统芯片(SoC)模块，这些模块可以通过编程来执行智能电表的基本处理功能，包括必要的蜂窝调制解调器，并包含集成SIM卡(iSIM)上的用户加密密钥。iSIM的功能与eSIM完全相同，只是其集成到另一个芯片组中，从而节省了电路板空间、提高了性能并减少了组件数量。

Sony Semiconductors的ALT1350就是一个例子。该SoC还提供基于蜂窝和Wi-Fi的定位。其紧密集成，可在单个芯片内提供功率优化的并发LTE和GNSS，以适应各种要求严格的跟踪应用。

智能电表在应对能源和水危机中不可或缺

智能电表还可以在优化电网效率和可靠性方面发挥至关重要的作用。通过实时测量用电量并将数据传输到中央数据库，智能电表可以帮助公用事业更好地管理电力供应和需求，减少能源浪费，并提高电网的可靠性。智能电表的主要好处之一是其能够支持需求响应计划，以激励客户在高峰需求期间减少用电量，这有助于避免停电和其他电网可靠性问题。

智能电表还通过提供更准确、更有效的方式来监控和管理用水方式，在解决日益严重的水危机方面发挥着关键作用。智能水表可以帮助识别泄漏、减少浪费，并鼓励消费者更有效地用水。

蜂窝连接，尤其是NB-IoT、LTE-M和即将推出的NR-REDCAP等低功耗技术，可以在智能电表的部署和运行中发挥重要作用。智能电表需要持续的数据流来传输实时使用信息，并接收来自公用事业的更新和命令，这在连接有限或干扰程度高的地区可能具有挑战性。

随着这些网络的不断扩展和发展，其使公用事业能够管理能源网格，并促进更可持续的使用实践。