超低成本
为使智能电表得到快速而广泛的部署,整个 HAN/NAN 通信模块的物料 (BOM) 成本应在 15 到 20 美元之间。
现有的通信解决方案使用以硬件为中心的调制解调器。这种调制解调器不能升级以跟上标准的演变和国家特定版本的变化,因此不能支持现场更新。
所以多模系统是异构的,因为它们包含众多零散、独立的基于硬件的调制解调器。从能耗、性能、成本和面积的角度来看,这种异构解决方案也不够完美。另外它们需要的上市时间也比较长。
为了使用低成本、低功耗的解决方案解决这些难题,软件定义调制解调器 (SDM) 应运而生。这些调制解调器应采用一个统一的高性能处理器,而这个处理器可以运行多个 PHY 和协议,并具有真正的实时操作系统 (RTOS) 来支持并行任务,同时最大限度地减少任务切换和MAC 到 PHY的延迟。
这些灵活通信引擎的核心是可编程的DSP架构,如 CEVA-XC5 和 CEVA-XC8,因为支持多种通信标准,所以使开发人员能够实现软件定义调制解调器而不必额外使用硬件。这样使架构不仅能缩短上市时间,还能降低风险,因为它们能满足未来的需求,可以在产品生命周期内通过现场升级固件,跟随标准的演进。不同国家的技术需求,通过软件层面的定制即可满足,这样的解决方案有更好的规模经济效益,能进一步减少系统解决方案所需的BOM成本。
下一步:“智能化”并连接其他仪表
为使这些系统更具挑战性,上图仅显示了三分之一的全球智能电表,即插电电表。
事实上,目前的智能电网主要是关注智能电表,但下一步就是“智能化”并连接所有其他仪表,包括水表、热水表和燃气表。
虽然这些其他仪表每天只需用上行链路传输几个字节,并且下行链路传输的数据更少,但它们的互连却比电表更有难度,因为它们没有内置电源,因此需要能耗非常低的电路连接,可以在电池不另外充电的情况下运行 5 到 10 年。另外他们可能安装在难以到达的地方,如地下室、地下或水下,这些地方接收无线信号可能也有一定难度。因此链路的预算需要非常高,将会决定技术的选择。出于这些原因,只有蜂窝 MTC(Cat-M、NB-IoT)、LPWAN(例如 LoRa、Sigfox、...)和 WiFi 802.11ah 这些技术可供选择。