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电表淘金热

《创业邦》杂志 文/曲琳

“条条大路通罗马”,这句话在商业世界中同样适用,一个足够大而诱人的市场总会引来创业者凭借各自的创新技术在此一展身手。

对于西安凯星电子科技有限公司(以下简称“西安凯星”)、上海桑锐电子科技有限公司(以下简称“上海桑锐”)、 杭州家和智能控制有限公司(以下简称“杭州家和”)来说,他们的“罗马”是“智能抄表”领域。三家公司,通过两种不同的技术,目的都是为达到一定准确率和规模性的电表、水表等仪器的智能抄表功能,不过寻找到“罗马”的路线却各有不同。好在智能抄表的序幕刚刚开启,巧合与不同的背后,盛宴即将开始。

西安凯星电子科技有限公司创始人 赵新正

杭州家和智能控制有限公司创始人 方正平

上海桑锐电子科技有限公司创始人 聂光义

电力载波:正规军?

最早进入智能抄表领域的是西安凯星。1999年时,已有人提出利用低压电力载波技术将老式电表替代为智能表,这种不再需要凿墙、搭线和派专人敲门读表的想法听起来很美,却在技术上卡壳了。

在国企研究通信的赵新正听朋友说起低压电力载波通信,第一反应是,这件事不仅神奇,而且未来肯定有好的前景。再往下听,他发现市场中所有公司都被困在所谓的“实时性与抗干扰性”这个难点上,曾经独立搞定过国家重点“七·五”科研项目的赵新正没多想,便认为这件事值得尝试。

如今看来,没经过商业审视的他歪打正着,因为这个市场巨大且富有魅力:把老式表换成智能表后,最浅显来说,能够解决人工抄读不准的问题,避免了假借入户抄表之名抢劫的发生;再者,想要搭线装表,要么在施工前预埋线,要么把已有的建筑物进行改造,布线、防止线的腐蚀、故障点排查都得经过一番折腾;而最诱人之处在于与节能减排概念的呼应。要节能就先要知道耗能情况,电、气、热、水四种表的智能化不仅能够迅速得到耗能数字,还可以进而进行节能控制,最终实现阶梯式计费、分户计量。由于要改造的大部分是智能电表,人们自然而然想到现成的电网与电力载波技术,借助“电网”这张全球最大、覆盖面最广的网络,凡是能够通电的地方都可以实现信息传输,而且这张网的资源还是免费的。从这点来看,智能抄表没理由不成为必然趋势。

1990~2000年期间,试图通过电力载波做智能表的企业蜂拥而至,却死伤惨重。原因是,当时的电力载波技术无法攻克技术难关,不成熟的技术没有经过试点考察就仓促推向市场,多数公司都无法达到抄读成功率85%的及格线。赵新正听说装有2万个电表的用户最终抄表成功率连3%都达不到,只能派人拿着手抄器去返工。电力载波落得个华而不实的坏名声,“而且那些企业都在费了很大劲做研发之后,进入‘活不了死不下’的状态。”

不过他心知肚明,“实时性与抗干扰性”需要通过信息传输和扩频技术来解决,“我们很有福气,因为这两个技术分别是我做过而且掌握得最权威的。”1999年开始研发的他组织了一个仅有五个人的团队。赵新正的思路是这样的:干扰来源于不同用电设备组合在一起的综合干扰频率,千家万户的干扰频率不一,因此总有抄不到的表;而他们将创造的是一种根据扩频技术而来的多频段、自适应、直接序列载频技术,可以把干扰频率正态分布为九段,自动地对其进行智能分析,判断出干扰最小的频段上进行通信。

为了做到这点,赵新正带领大家从开发带有这种功能的独特芯片入手。两年后,赵新正的设想逐渐成为现实,看到成功希望的赵新正这才注册了公司。2002年8月,西安凯星的第一代产品出炉。在选择一个小区进行试点后结果满意,士气大振。此后赵新正继续在芯片上花了功夫,共研发出五代芯片,应付用户入住增加、用电环境变化带来的更大电路干扰。西安凯星的产品能够达到抄读数据准确率和抄读成功率的100%,而全球领先的以色列和韩国可以达到95%,欧美国家能够达到92%,他的新技术突破了电力载波领域的一个重大难题。

在此之后,赵新正甚至顺藤摸瓜,完成了水表、煤气表、电热表在同一个系统的智能化。在西安凯星的系统中,一个变压器台基站需要安装一台载波数据集中器,只要仪表接上电线,数据就会从数据集中器通向电脑后台的用户控制管理中心,每一个终端都有自己的IP号码作为区分。

无线传感:杂牌军?

在赵新正钻进实验室琢磨电力载波芯片的时候,方正平却已准备绕道并超越载波,不过此时的他并不清楚脚下的路是否会通向智能抄表。“我不知道我研究的无线传感网技术会用在哪里,只坚信未来肯定有用。”

方正平创办的杭州家和主营业务是工业控制,2004年时却一心想转型,希望二次创业可以找个有时代意义的技术作为突破。对信息化技术前景看好的方正平认为因特网是信息化的动脉和静脉,自己不如就做信息化的毛细血管。他希望这项技术未来能够用在对国家发展来说有意义的方向,而且要找到有资金实力的买主,在脑中描摹出了一派景象后,终于在网络上查阅到无线传感器网络技术。作为一种可以实现自组网络,监控不同位置的物理或环境状况的技术,以美国人主导的Zigbee协议为代表。

但Zigbee的思路是一种标准跟协议覆盖,无法覆盖所有应用,且只能利用2.4G的无线电频谱,但高频段常常会遇到绕射能力差的问题;此外由于定义于小范围组网,只能完成300个点之内的传感,在中国高楼林立的环境中难免瘫痪。这并不符合方正平的想像。带着对Zigbee的挑战心理,杭州家和开始自主创建无线传感网的组网技术,主攻方向是1000个点以上的大规模组网。他们打通了组网的算法,使网络中的每个点可以相互连通,之后开发出适合的模块,拆分出芯片并制成成本更低的模块产品。“这项研究就像学日语,看着能明白一些,越往里面越深入。”

整整两年,方正平的团队都在底层算法的研究上周旋。但由于Zigbee “一直没有一个杀手级的运用”,只能独自寻求产业化出口。此时的无线传感网技术正面临产业链不健全的问题,在很多行业的应用都困扰于上下游对不上。在查看相关资料时,他偶然看到了智能抄表的主力技术——电力载波技术。“突然感到了希望,因为我看到了国家电网要求中的问题。杭州有个区域在用电力载波的智能抄表,有一天大家全都不能用了,找了很长时间,发现是一个老百姓家里安装大的电热水器,改变了整个一栋楼的用电情况。载波发展15年以上,还不能完成抄读准确率的问题,是该被淘汰了,而无线传感网恰好能做到。”

方正平不知道,遥远的西安有家公司已经破解了电力载波的难题,他关心的是,无线传感网与智能抄表是否能“情投意合”。国家电网也正在渐渐封杀传统专线抄表的模式,种种迹象表明,智能抄表是一个绝妙入口,而且这个具有垄断力量的大客户符合他最初的要求。

2008年初,研发尚未完全完成的杭州家和提出,使用无线传感网技术进行智能抄表。受到的却是市场的漠视。虽然国家电网也在寻求更新的解决方式,但是一家杭州的公司想要以一己之力将一个新兴技术推给国家电网显然不易。当年5月,杭州家和集结数家同领域公司与近百位相关专家,牵头组织了用电系统利用的无线传感网实现智能抄表标准的会议。但是在11月中《关于电力用户用电信息采集系统建设研究情况的汇报》的文件里面,无线互联网依旧没有入围。

“我们希望成为正规军,直接和他们做生意,因此只有一条路——赶快找个试点。”2009年初,研发的UNIT组网技术告一段落,杭州家和迅速找到国家电网,在宁夏一片城乡结合部申请到试点。这是国家电网的指定试点区域,在这里,几家电力载波技术企业也在试用智能抄表。

国家电网将拥有500多个电表的区域交给杭州家和,而其他几家的试点都只有不到100个。方正平先后派了七八位同事过去实施。由于杭州家和产品的特点为“低功率、大规模、强绕射能力”,与智能抄表的需求相符,方正平终于打动了对方。2009年中,国家电网颁布的条例加上了无线传感网。“得到了国家电网的准生证,松了一口气,终于感到,找对方向了。”

在无线传感网进入正规军之后,智能抄表的格局开始变化,电力载波技术作为主导技术,无线传感网作为辅助。由于无线传感网与载波都需要将各自的模块嵌入电表来使用,国家电网的条例中还额外加上了一条,规定这两种技术的模块形态一模一样。“连模块的大小都统一了,这就说明,万一载波不行,无线传感网立刻上马。”这让方正平很欣慰。

“无线技术的确可以实现智能抄表。”赵新正在2005年成为中国抄表行业标准制定协会的委员,“在中国,470~500的频率是无线免费使用的,但需要自组网,无线传感网就是抓住了这样的机会,利用传感器实现。这种模式比一般的载波成功率略高,但是容易受到环境困扰。载波难题下,很多公司转向无线,这种解决方式并不奇怪。”

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