
雖然智能表計行業(yè)目前滲透率還比較低,但是基于政策、需求、技術等幾個利好的消息,當前智能表計行業(yè)處于高速增長期的起點。國信證券的行業(yè)報告中指出,在政策端,國家推動加快水、氣、熱、電表更新?lián)Q代;在需求端,水務、燃氣公司對存量機械表和 IC 表有強烈的智能化替換需求;在技術端,NB-IoT 技術和產業(yè)鏈的成熟為 NB-IoT 智能表的廣泛部署提供條件,也推動行業(yè)格局進一步集中。

我國表計行業(yè)經歷了從機械表到智能表的演變,而智能表也經歷了從預付費智能表(IC 卡預付費表)再到智能遠傳表進而逐步進化到電子表的演變。當前,我國表計市場處在普通機械表、智能表共存的局面。智能遠傳表相比 IC 卡預付費表來說,可實現(xiàn)遠程抄表、遠程閥控、故障檢測、異常報警等功能。智能表計是對傳統(tǒng)機械表計的替代,將機械刻度表度數(shù)數(shù)據(jù)化,并通過內置無線通信模塊接入網絡,向電網、水務、燃氣、供熱企業(yè)的數(shù)據(jù)中心提供用戶的使用數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠程抄表、動態(tài)監(jiān)測、資源優(yōu)化配置等目標。目前我國四大表智能化水平差異較大,其中,根據(jù)智能電表的滲透率最高,超過 90%;智能燃氣表滲透率約 50%,仍有一半市場被傳統(tǒng)膜式燃氣表所占據(jù);智能水表下游水務公司客戶分散,當前滲透率較低,約 30%;智能熱量表市場主要集中于黑龍江、吉林、遼寧等北方 15 個供暖地區(qū),季節(jié)性明顯,滲透率也較低。以智能燃氣表和智能水表為代表的智能表計市場是當年 NB-IoT技術應用成熟且發(fā)展最迅速的應用場景。
隨著行業(yè)迅猛發(fā)展,行業(yè)對于OTA升級功能需求迫切,但OTA升級算法研發(fā)難度大,自主研發(fā)困難。同時,部分現(xiàn)有的智能表計受限于硬件資源,無法直接使用OTA升級功能,如果換用資源豐富的主控芯片也將顯著提高產品成本。
在FOTA升級的過程中,行業(yè)客戶同樣存在著一些問題。如芯片各自實現(xiàn)OTA升級方案,碎片化嚴重。升級容錯率低,一旦主控升級失敗,則整機變磚。我們整理了行業(yè)在OTA時面臨的問題:

面向不同的智能表計行業(yè)客戶,以及差異化的應用場景,艾拉比可提供多樣化的解決方案:針對單個芯片的升級方案,艾拉比推出標準化產品UB(Upgrade Bootloader)。UB是面向MCU的獨立標準化bootloader程序,類似于android的recovery或者Linux的UBoot。用戶根據(jù)選定的MCU型號和基本信息,通過界面化工具直接生成。使用NB-IoT模組 + MCU作為硬件方案,需要升級MCU上的主控應用程序,NB-IoT模組只做數(shù)據(jù)透傳。

MCU燒錄艾拉比ELB固件,在應用層集成平臺下載程序,其中對網絡調用通過NB-IoT模塊的AT指令完成。NB-IoT模塊只進行數(shù)據(jù)透傳實現(xiàn)網絡連接。NB-IoT包含應用和歷史數(shù)據(jù)、配置數(shù)據(jù)等區(qū)域,升級過程只升級應用區(qū)域,數(shù)據(jù)區(qū)不做任何改變。差分包也可以通過紅外/藍牙等模塊近場傳輸?shù)奖碛嬛?,避免拆機等工作。將生成的UB通過夾具/燒錄器等燒錄至MCU內部Flash的Bootloader區(qū)域或者獨立的一個子系統(tǒng)分區(qū)。使用NB-IoT模塊+MCU作為硬件方案,需要升級MCU上的主控程序,NB-IoT模塊只做透傳。艾拉比深入行業(yè)客戶,結合著設備的硬件構成及資源情況,推出整機級升級OpenFOTA方案。OpenFOTA方案旨在借用硬件資源較豐富的模組的FOTA能力來升級主控MCU的應用程序。

OpenFOTA方案設備端構成如上圖所示,主控處理器MCU燒錄艾拉比ELB 固件,該固件是圖形化配置生成,其中包含與模組進行OTA業(yè)務交互的 UP 程序以及MCU的輕量級Bootloader引導程序和相關保護機制,而在模組中已經預先集成了艾拉比的 UA差分算法、UP 程序、交互邏輯接口等。

終端客戶在使用的時候只需要為MCU燒錄ELB固件,然后搭配對應的模塊即可,幾乎不需要再為如何實現(xiàn)FOTA而煩惱,只管驗證和使用。