【儀表網 行業應用】本文從實際應用出發，在闡述實施智能燃氣現實意義的基礎上，對物聯網市場的特點進行了深度分析，同時，描述了LoRa技術及其優勢、燃氣應用場景、智能燃氣表的主要功能，并就貴州全省LoRa網絡部署情況和貴燃集團智能燃氣應用實例進行了分享。
隨著通訊技術和窄帶物聯網技術的發展，使用基于窄帶物聯網技術的遠程智能表具也得到廣泛應用。積極推進物聯網遠程智能表具的應用，并在LoRa技術與NB-IoT技術狼煙四起的競爭環境中，深入分析研究燃氣抄表應用場景，進而胸有成竹，準確把握技術方向，正確決策，對管理決策者而言是極其重要的。
實施智能燃氣表的現實意義
產業政策，促進住宅建筑節能產業進程
國家建設部在《2000 年小康型城鄉住宅科技產業工程城市示范小區規劃設計導則(修改稿)》中明確提出“推廣應用戶外計量(含水、電、暖、燃氣表)技術”，提出在二十一世紀住宅小區規劃要“統一實現三表遠傳”、“實現方便查表、不干擾住戶、使人工查表工作逐步過渡到數字化傳送”的要求，進而推進住宅產業現代化。
住宅智能抄表系統的推廣應用，將進一步推動公共能源的計量與抄收自動化，逐步實現能源供應的實時動態監控，推動我國自來水、燃(煤)氣、熱力、電力公司的管理升級，提高職能部門城市能源管理能力，進而提高住宅的科技含量，推動我國智能化住宅的建設，促進我國住宅建筑節能產業化進程。
社會進步和服務文明的具體體現
一方面，對燃氣、電力公司而言，抄表、收費是永恒的話題，為貫徹“以人為本、用戶至上”“充分尊重用戶隱私”的服務理念，提高公司的服務品質，有必要在現代建筑中，推廣安裝住宅智能抄表系統，從而逐步實現國家建設部提出的二十一世紀住宅小區規劃要“方便查表、不干擾住戶、使人工查表工作逐步過渡到數字化傳送”的要求。
另一方面，從使用安全需要出發，燃氣與水電不同，計量表具安裝的特點是入戶安裝，傳統方式均為入戶抄表。因此，推廣安裝遠傳抄表系統，可以避免因入戶抄表而對用戶產生的不必要的打擾，也有利于避免因不法分子假借入戶抄表而引發的治安問題，有利于和諧社會的構建，是小區物業服務和公益性行業公司服務文明上臺階的具體體現，也是社會進步和家居文明的象征。
社會老齡化的智慧化服務需求
根據全國老齡委公布的《中國人口老齡化發展趨勢預測研究報告》，本世紀中國人口老齡化可劃分為三個階段：快速老齡化階段、加速老齡化階段、重度老齡化階段。“從2001年到2020年是我國快速老齡化階段。到2020年，老年人口將達到2.48億，老齡化水平將達到17.17%”。
因此，隨著我國社會老齡化程度不斷上升，房屋空置和空巢現象不斷涌現，對物業管理等公共服務的化和個性化、完整化、便捷化、主動化、智慧化，提出了新的要求。智慧小區、智慧社區、智慧城市是歷史趨勢，特別是加上生活方式的變化，工作壓力的增加，客戶個性化需求在不斷提高，在小區服務方面，需求更加豐富，而智能抄表形成的真實的大數據基礎，可以為智慧小區的溫馨服務，提供更多的決策依據，以滿足社會老齡化的智慧化服務需求。
住房品牌提升和小區物業管理升級
一方面，進一步提高住宅的科技含量，推動我國智能化住宅的建設，有助于促進我國住宅建筑節能產業化進程，是房開企業擔負的歷史使命。
另一方面，各地實踐經驗證明，智能抄表系統已得到燃氣用戶和房屋開發公司的廣泛認同，在新建住宅小區中，安裝智能抄表系統，是住宅小區智能化的重要標志，市場經濟下的，能極大地提升住宅小區的住房品味，提高同業銷售競爭力，提升住宅銷售價格，促進住宅銷售，還能為日后的物業管理打下良好基礎，用戶和物業可就近查詢用氣情況，做到心中有數。
提高燃氣企業的經營、管理效益
燃氣企業具有公益事業與社會產業雙重屬性，其核心業務本身關系國計民生，公共性、公益性、基礎性特征突出。服務民生，是燃氣企業公益性的核心體現，做好客戶服務工作，在提供社會公益服務的同時，創造利潤，是燃氣企業生存和發展的根本。
推動遠傳抄表系統在新型智能化住宅的應用，將極大地推動燃氣行業的企業信息化建設，幫助企業解決抄表難、收費難，抄表工作條件差、效率低、勞動強度大、不可控等普遍問題，幫助企業創新客戶服務管理模式和信息傳輸模式，降低溝通成本，提高資源利用率和顧客忠誠度，增強公司競爭優勢，突出企業公共性、公益性、基礎性特征，提高燃氣企業的經營、管理效益，進而幫助燃氣企業實現公益事業與社會產業的雙重屬性。
同時，輕松實現“預付費”、“階梯氣價”、“順價銷售”、供氣安全，提升燃氣費回收率 、有效降低運營成本。同時，使燃氣公司坐擁燃氣客戶端大數據，為公司開展衍生業務方便搭建得天獨厚的大平臺。特別是，在對基礎數據的分類、清洗、收集的基礎上，通過客戶用氣大數據分析與應用開發，能提供與用戶高度關聯的、跨行業的、特異性服務。
毫無疑問，使用智能抄表系統，可以形成一個用戶、房開、燃氣公司、社會、政府多贏的良好局面。
物聯網市場特點深度分析
(圖1 物聯網市場特點分析)
LoRa與NB_IoT的技術比較
LoRa技術及其特點
超遠距離無線傳輸
LoRa 是LPWAN通信技術中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。
特別適用電池供電終端
LoRa技術具有遠距離、可雙向通訊、低成本且低功耗，LoRa信號對建筑的穿透力很強，針對電池電力運作的終端(如燃氣抄表應用環境)，具有不可替代的核心優勢。
端到端的安全加密
在網絡安全性上，LoRa具有端到端的安全網絡 (AES128安全加密)，而LoRaWAN的端到端加密架構中，終端有多個會話密鑰。采用LoRaWAN的網絡層密鑰和應用層密鑰分離，網絡無法知悉應用層的數據格式和內容：
(1)網絡層密鑰用于終端 -- 網絡間的接入認證；
(2)應用層密鑰用于終端 -- 應用間的數據加解密，應用層密鑰由應用自主控制；
圖2 應用層端到端的加密AppKey架構圖
圖3 LoRa技術應用拓撲圖
LoRa與NB-IoT技術比較
圖4 LoRa與NB-IoT技術比較圖
智能燃氣表發展方向和通訊選擇
智能燃氣表應用的大致歷程
IC > 有線遠傳IC+遠傳 > 無線(自主網無線)> 2G物聯網 > LoRa(小擴頻)> IoT表。
有線遠傳的缺陷
現有有線出戶產品，其可靠性并不高，復雜的安裝施工和高維護成本，集中器對市電的依賴以及不能解決預付費欠費的關斷問題，注定將斷送其發展前景。
技術選擇的三重境界
①喜歡某種技術
其實是“被喜歡”，基于技術水平局限或技術經歷慣性思維，也可能是一己私利或行政暗示。
②技術崇拜
崇拜迷戀新技術，不思進取，缺乏全面的適應性研判。
③綜合研究
以應用為驅動，深入研究應用場景的真實需求和對技術的敏感性，有效進行技術的前瞻性研判，對應用項目的可持續性、特異性進行深入研究，在行業內(業主、設備商)廣泛交流，通過成果分享，有更多的行業共識。
燃氣應用場景的需求特點
圖5 燃氣應用場景的需求特點
LoRa與NB-IoT誰主沉浮
總體研判原則
(1)沒有一種技術可以滿足IoT所有的需求；
(2)業界焦點是NB-IoT 和 LoRa。但它們具有不同 的技術和商業特性，應用場景自然有別；
(3)更重要的是，不同的應用場景，對不同的通訊技術具有完全不同的敏感度。技術選擇，需認真研究、仔細考量。
NB-IoT的適應性分析
(1)NB-IoT由原有基站升級而來，升級成本高；
(2)原有基站的覆蓋，以“人跡可到”為基礎，終端移動性很強，沒有反向適應性；
(3)功耗問題存疑。
結論
毫無疑問，使用基于窄帶物聯網通訊技術的物聯網燃氣表，是燃氣遠程抄表系統的發展方向，而基于燃氣應用場景，在具體通訊技術的選擇上，LoRa技術是“情投意合的婚姻伴侶”，無疑是選擇。
案例分析
項目背景
中安云網是在貴州省政府的大力支持下，由貴州燃氣集團股份有限公司發起，貴州廣電網絡股份有限公司，中興克拉科技(蘇州)有限公司，貴州華芯集成電路產業投資有限公司等八家大型企業合資，于2017年7月24日正式成立。公司聚焦LoRa物聯網端到端解決方案的研發與交付，提供專業的網絡規劃咨詢及運維等服務，具有巨大的產業帶動能力。
貴州全省LoRa網絡部署情況
目前，部署網關880臺，已成為全國大的LoRa網絡，基本實現貴州全省省、地市兩級覆蓋，已啟動縣級覆蓋的網關部署工作，未來，全省將實現省、地市、縣、區(鄉)、鎮(村)五級覆蓋，預計部署網關6,000臺，投資1.2億。
圖6 貴州全省LoRa網絡部署情況
傳統有線智能燃氣表應用
(1)智能化率65%以上；
(2)2005-2018年期間，安裝使用有線方式：60萬戶，以貴陽地區為主。
LoRa智能燃氣表應用
(1)出臺了貴州燃氣集團《居民用戶LoRa技術智能燃氣表具技術要求》；為先進、、安全的抄表方式，標準化應用提供保障條件；
(2)從2018年4月開始，貴州燃氣啟動智能燃氣表的升級工作，目前已安裝并投用8萬戶，抄表成功率遠遠高于其它通訊技術；
(3)新安裝用戶使用LoRa(無線)方式，每年新增使用量為20萬戶；
(4)貴州全省推廣應用。
總體研判原則
(1)沒有一種技術可以滿足IoT所有的需求；
(2)業界焦點是NB-IoT 和 LoRa。但它們具有不同 的技術和商業特性，應用場景自然有別；
(3)更重要的是，不同的應用場景，對不同的通訊技術具有完全不同的敏感度。技術選擇，需認真研究、仔細考量。
(原文標題：物聯網技術在燃氣抄表應用中的選擇)
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