最近停電停電的新聞層出不窮,高用電負(fù)荷、節(jié)能減排都造成了能源短缺。面對(duì)這樣的挑戰(zhàn),自然要對(duì)能耗做出準(zhǔn)確的評(píng)估,才能做出政策這是智能電表的優(yōu)勢(shì)之一,解放了人力,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表。但智能電表的實(shí)現(xiàn)方式有相同之處也有不同之處,有的傾向于直接切換到物聯(lián)網(wǎng)電表,有的則嘗試引入AI技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)“改變”了新的表格。
在很多人眼里,用更智能的物聯(lián)網(wǎng)儀表替代,是構(gòu)建智能抄表網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。目前越來(lái)越多的城市開始在公共服務(wù)領(lǐng)域建設(shè)物聯(lián)網(wǎng),比如利用NB-IoT和云服務(wù)提供商打造智能抄表服務(wù),水、氣、電網(wǎng)企業(yè)在云管理端使用智能電表傳輸使用信息,不僅方便用戶實(shí)時(shí)查詢,也給資源供應(yīng)企業(yè)更好的管理運(yùn)營(yíng)的手段
過(guò)去傳統(tǒng)的抄表方式需要人工抄表,效率極低。結(jié)合NB-IoT網(wǎng)絡(luò)和云平臺(tái),不僅可以實(shí)現(xiàn)低功耗、海量連接,還可以用大數(shù)據(jù)做精運(yùn)營(yíng),做故障排查監(jiān)測(cè)和分區(qū)壓力調(diào)整,避免了電、水的短缺。
除了NB-IoT之外,基于WI-SUN這樣的協(xié)議制作智能電表也是相當(dāng)常見的。以硅實(shí)驗(yàn)室的EFR32FG12為例,這款無(wú)線SoC采用了Arm Cortex M4的核心,不僅支持WI-SUN、M-BUS等通用協(xié)議,還支持專有協(xié)議。除了基本的低功耗之外,EFR32FG12的1024 kB閃存和256 kB RAM也確保了后續(xù)OTA電表升級(jí)支持。
對(duì)于智能抄表等應(yīng)用,接入的設(shè)備數(shù)量相當(dāng)大,傳統(tǒng)的IPV4池不足以支持其大規(guī)模擴(kuò)展,而WI-SUN通過(guò)支持IPV6可以提供大量的地址資源。
AI“改裝”抄表。
雖然接入物聯(lián)網(wǎng)儀表的方式部署相對(duì)簡(jiǎn)單,但也對(duì)設(shè)備改造提出了很高的要求,尤其是水表這樣的儀表。而且,目前的物聯(lián)網(wǎng)儀表也不便宜。要想把機(jī)械儀表改成電子儀表,必須考慮供電和無(wú)線傳輸,尤其是PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)抄表。
隨著深度學(xué)習(xí)、云計(jì)算和芯片的發(fā)展,人工智能已經(jīng)成為半導(dǎo)體各行各業(yè)的熱點(diǎn)。但由于很多AI應(yīng)用使用高性能芯片,在一些邊緣或本地化部署中,人工智能的出現(xiàn)率并不高。
如今,很多廠商開始研究如何將AI做成低功耗的本地端,將人工智能技術(shù)引入到嵌入式設(shè)備或MCU等低處理能力的設(shè)備中。通過(guò)增加或修改模塊,利用圖像傳感器拍照并轉(zhuǎn)換成數(shù)字,再通過(guò)NB-IoT等無(wú)線傳輸方式發(fā)送數(shù)據(jù),無(wú)需更換現(xiàn)有設(shè)備。這些視覺(jué)識(shí)別和圖像識(shí)別技術(shù)都是部署在本地端的AI算法,將傳統(tǒng)的機(jī)械表變成了智能手表。這種改進(jìn)大大降低了成本,提高了效率。
盡管該方案中使用的芯片在計(jì)算上并不強(qiáng)大,但它也必須得到簡(jiǎn)單的視覺(jué)算法的支持。以嘉安科技的Kanzhi K210為例。該芯片采用64位雙核RISC-V CPU,計(jì)算能力達(dá)到1TOPS,但功耗只有300mW。該芯片搭載了建安開發(fā)的核心神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器KPU,便于本地處理機(jī)器視覺(jué)任務(wù)。建安科技聲稱,這種“無(wú)創(chuàng)”設(shè)計(jì)的成本僅為傳統(tǒng)智能電表的四分之一。
但大多數(shù)廠商并不具備開發(fā)人工智能算法的能力,除了芯片廠商的識(shí)別算法方案外,往往直接使用其他AI廠商的方案。以百度的PaddleX開發(fā)工具PaddleX為例,PaddleX首先利用目標(biāo)檢測(cè)模型檢測(cè)圖像中的標(biāo)記,然后利用語(yǔ)義分割模型對(duì)儀表的指針和刻度進(jìn)行分割,從而得到儀表的近似數(shù)字圖像。然后,即時(shí)消息
這兩種智能抄表方式各有優(yōu)勢(shì),更適合在確定方案前調(diào)查不同場(chǎng)景。例如,在一些沒(méi)有外部環(huán)境,電表位于公共區(qū)域的情況下,更適合更換新的電表,例如,大多數(shù)當(dāng)前的電表。但有些需要低成本高效率安裝或者難以改裝的情況,比如室內(nèi)水表,更適合AI改裝。
除了電表本身,水務(wù)、電網(wǎng)等供應(yīng)商往往要與云平臺(tái)合作管理和存儲(chǔ)抄表數(shù)據(jù),云平臺(tái)也會(huì)合作打造基于抄表數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用,如開發(fā)App、支持在線支付和查詢等。對(duì)于這些已經(jīng)投入大量資金進(jìn)行改裝的供應(yīng)商來(lái)說(shuō),這些數(shù)據(jù)未來(lái)是否會(huì)有更大的增值空間還有待在商業(yè)模式中進(jìn)一步探索,但智能抄表絕對(duì)是勢(shì)在必行的一步。