探讨如何设计一款合格智能电表

平衡供需

电力公司面临着极具挑战性的任务，即以固定的供电电量满足高度可变的需求。高峰期间，电力需求可能是平常的数倍，资本高度密集的发电厂很难完全满足这种电力需求。为消费者提供激励性的分时电价或对高消费设备的用电时间进行远程管理是更有效可控的平衡电力供需的方式。要提供分时电价，电力公司必须清楚了解用户消耗电力的时间情况，也就是说，必须有连接电力公司和用户电表的通信路径利用传单宣传农机政策。

为何不使用无线络？

显然，无线标准可以用于电力公司电表通信，但有些问题。有人建议使用基于ZigBee的2.4GHz技术，但在实践中，在米的短距离范围内，它们都无法经济高效地将信息反馈给电力公司。添加状络可以扩展Zigbee络的范围，然而，在农村和城市郊区以及干扰较大的建筑结构中，电表之间的距离更大，为ISM2.4GHz频段的无线通信带来了挑战。例如，一幢拥挤的多层公寓大楼会有复杂的覆盖和连接问题，安装和维护无线络的费用高昂。最新的IEEE802.15.4g智能电力公司络（SUN）标准旨在利用各种频段应对这些挑战，但还未做好大规模部署准备。无线络最大的缺陷是需要使用稀缺而宝贵的频谱，这可能是非常昂贵而且/或者并非随时可用。

电力通信

最显而易见的通信路径就是电线通信，为何不在供应电力时捎带一个信号呢？

长期以来，电力公司一直使用电线与发电设备进行通信并提供子站之间的语音通信，包括在高压线上添加一个信号。这些信号通常采用振幅调制或频移键控，平均速率为1kb/s或更低，低数据传输速率可以实现信号的长距离传送。这项技术被用来切入切出配电单元、检查的完整性并为远程发电和子站提供基本的语音通信。然而电表的数量要比配电单元多上数千个，这种方法无法有效扩展用于电力公司电表链接越看越喜欢。

为了实现与电表的通信，需要更高的数据速率和一项可以在灵活的半自治通信络中支持多用户的技术。G -PLC窄带正交频域复用（OFDM）电线通信标准专为此而设计，提供克服特殊电线通信挑战的能力。该标准借鉴了多项无线技术，例如OFDM通信、Reed‐Solomon等前向纠错机制、Viterbi卷积解码以及时间和频域交织技术等等。