基于物联网的智能电表技术应用思考

基于物联网的智能电表技术应用思考
摘要：人工智能技术的进步，加大了对数据的需求，同时也带动了数据采集、传输、分析、应用等各环节的技术发展。

智能电表作为采集终端，实现了电力数
据的高效采集和传输。

物联网平台的统一设备接入和数据传输功能技术，为不同
智能电表产品提供了更加简便的接入方法，基于物联网的数据采集也提供了智能
化的能源应用与节约方案。

同时，建设泛在电力物联网是当前国家电网公司落实“三型两网、世界一流”战略目标的核心任务，因此，新一代智能电能表提出了
从满足最基本的计量需求设备转型为集计量、通信、数据采集、控制等多功能的
新型智慧能源网关的技术需求。

在这种背景下，智能电表采集系统逐渐演变为基
于物联网的网络结构、结合大数据与人工智能技术的数据分析与应用系统。

目前
的研究更多关注技术点的解决方案，在结合物联网的智能电表系统设计方面还需
要结合网络通信技术和数据分析与应用技术进行结构的划分。

基于此，本文对物
联网环境下的智能电表应用技术进行了分析探讨，对智能电表的应用场景进行了
划分，提出了智能电表系统开发的建议。

关键词：智能电表；物联网；应用开发
引言
近年来，随着农网升级改造的进度加快，安装运行智能电能表数量日益增多，在实际工作中暴露出很多问题，主要反映在智能电能表检定、安装、充值、使用
以及智能电能表档案等方面。

针对这些问题，结合多年来智能电能表性能测试及
日常检定经验，现就问题进行归纳总结，并对如何处理作简单阐述。

1物联网技术构成
（1）无线电频率。

在物联网中，需要通过应用感知对事物进行感知，而这
个场景则是以无线RF技术为基础的。

无线RF是一种利用电磁信号发送到后台进
行数据收集的新技术，不需要人工引导或操纵，可对物体进行识别并获取有用的
数据，一次识别多个目标，具有较高的准确率和较好的抗干扰性，它在军事、工
业制造、医疗护理等领域有着广阔的发展前景。

例如，向接收机发送无线电波，
对产品进行自动识别和位置；在复杂的环境下，通过无线RF与对方无接触地顺
利地获得情报；使用户在进行身份验证时快速获取相关的数据，实现信息的共享。

该技术在军队和民间都得到了广泛的运用，为人类的发展带来了巨大的方便。

（2）无线电感应。

随着科学技术的飞速发展，传感器技术也获得了良好的发展
条件。

传感器的单位结构能够构建一个庞大的、复杂的传感器网络，连接着真实
的和数字化的。

在物联网的发展与普及下，传感器网络已逐渐发展成为一个关键
环节。

传感器网络能够感知各网络的各节点，实现网络数据的交互、传递、管理
和监测。

（3）智能技术和纳米技术。

智能技术是一种核心技术，将其嵌入到对
象中，可以提高对象的智能程度，完成物品对物品、用户与用户、用户与物体间
的交流。

随着物联网技术的普及，它正在逐步渗透到网络之中。

纳米科技可以被
运用到很小的物件上，来实现与小型物件的交流、互动，将纳米技术和智能化技
术有机地融合是大势所趋，随着物联网技术的进一步发展，未来将会出现与智能
技术更好的协作平台，二者的融合将会使得目标更加人性化、智能化。

2基于物联网的智能电表技术应用思考
2.1数据传输速度
数据传输速度是根据时延计算的，其中数据传输速度越快，时延也就越小。

内存缓存的数据传输速度优于磁盘缓存，因为前者在查询一百万个智能电表数据
集时提供了性能提升。

当输入数据存储在内存中时，数据传输在很大程度上取决
于迭代查询方法。

因此与磁盘缓存相比，内存缓存更具优势，然而在非迭代查询中，内存和磁盘缓存处理的查询性能是相当的。

实际工况中选择合适的大数据处
理引擎至关重要。

由本文分析结果可见，尽管内存缓存在迭代查询中提供了内存
计算，有助于降低数据查询延迟，但应该考虑内存限制和网络带宽限制。

如果可
用的硬件资源有限，建议使用磁盘进行处理和分析。

对于在小集群上处理的小体
量数据集，磁盘是获得稳定查询响应而没有任何内存不足问题的好选择。

此外在
磁盘或内存中写入几个MBs的执行时间没有太大差异，因此建议小数据集查询时
使用磁盘缓存，在处理大中型数据集时，则建议使用内存。

2.2基于大数据的智能系统开发要加快
智能电网所产生的海量计量数据对数据存储和数据处理的系统架构提出了苛
刻的性能要求。

可采用大数据平台架构进行数据的存储，并配合大数据分析系统
进行数据的分析和可视化。

大数据平台能够为电力行业提供一个具有竞争力且易
于操作的大型能源数据管理和可视化知识平台，具有支持数据密集型决策的功能。

智能系统采用核心—代理—客户端的模块化结构，基于Hadoop扩展成为智能电
表分析的大数据平台。

平台包括的主要组件有数据存储、硬件大数据平台、中间
件和数据挖掘应用程序、基于Web的用户交互界面。

基于以上大数据分析平台，
实现一个用于电表的数据采集—传输—存储—分析—使用的智能系统。

2.3加强用户智能表相关知识的宣传
智能电表对于用户来说是一个陌生的概念，在实际换装工作中，还存在用户
未增加用电设备的情况下，电费支出增加的现象，造成用户误以为供电企业侵害
消费者权益。

这时，应向用户做专项宣传，要让用户了解智能电表与传统电表的
区别以及为什么要安装智能电表等知识，比如：由于智能电表相较于传统机械式
电表，其精度更高、灵敏度更高、启动电流更小等技术参数的极大提升，将原来
未采集到的用户家中一些家用电器待机电量也采信计量，导致用户电费增加。

同时，还应结合该用户用电实情对比分析智能电表装接前后的电费变化，包括用户
当前用电状态，如：当前电价、阶梯电价、剩余金额等基本数据，帮助用户了解、熟悉智能电表使用过程中的故障处理流程。

通过多形式多渠道的广泛宣传，让供
用电管理过程随时处于一个透明的状态，让客户明白换装智能电表可以使我们的
生产生活更便捷、更低碳、更经济，也能让智能电表更好更顺利地融入千家万户
的生活。

2.4节约能源和环境保护
随着时间的推移，中国也面临着资源匮乏的问题。

在这样的大环境下，矿业
发展需要大力发展，以适应人类对矿产不断增长的需求，该问题的产生与技术发
展已达“瓶颈”的社会背景相关联。

所以为解决我国目前的能源短缺问题，政府
已经将节约能源和环境保护列为一项长远的工作，要从根本上改变现状，必须从
传统工业的转型和提升入手，而互联网技术将极大地影响到传统工业的发展方式。

为了适应人民的物质和精神的需要，必须转变传统的生产方式和生活模式，物联
网技术可以很好地处理好资源、经济和环境之间的冲突与影响，有着广阔的发展空间，能够为人类带来美好的未来。

结语
本文通过对智能电表系统设计技术的分析，认为智能电表生产企业应该结合目前云计算、大数据、人工智能技术，构建基于场景需求的智能电表采集系统，实现向服务制造方向转型。

结合智能设备、大数据、人工智能技术共同构建起的物联网平台，为智能电表的深入智能化应用提供了无限可能，智能电表已经从单一的数据采集设备发展到具备隐私保护、智能降费功能的智能终端。

后续通过对需求的不断挖掘，将开发出更多有价值的应用。

参考文献
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