1、NB-IoT简介
与人的连接不同，NB-IoT承载的都是物物通信业务，具备海量连接、深度覆盖、对时延不敏感、需要超长待机等特点。由于业务出发点不同，NB-IoT具有如下一系列独特的技术特点[1]。
(1)大连接，接入能力增强，支持海量的低吞吐量终端。每个小区可支持5万以上的用户，小区内部署的终端数为5万，并发用户数较少。用户为小数据分组且业务不频繁（100bit～3kbit，至多秒级），支持多载波（多频点小区），基于小区列表的寻呼优化，上行的时延可放宽到10s以上。
(2)低功耗、终端超低功耗低成本设计。终端单天线、半双工，上行多子载波传输，系统信息有效时间延长至24h，5Wh的电池可供终端使用10年。
(3)覆盖能力强。窄带物联网覆盖能力比现有的GPRS高20dB。具备基于覆盖等级的寻呼优化和随机接入能力。
(4)NB-IoT的部署方案有独立部署（StandAlone）、保护带部署（GuardBand）、带内部署（InBand）三种。
2、NB-IoT在智能电网中的应用
智能电网是以坚强电网为基础，以信息通信技术为支撑，涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度等各个环节的下一代电网。NB-IoT技术可以应用于智能抄表、在线监测、智能配网及智慧车联网等领域。
（1）基于NB-IoT智能电表，电网公司可实现低压远程集抄，对客户用电情况进行实时监测，具有智能计费、自动抄表、余额提示及故障告警等优点。当客户用电发生异常或电表故障时能主动向计量自动化主站发送信号以便及时处理。
（2）基于NB-IoT网络，电网公司可实时远程监测任意地点的电压、频率、谐波、温湿度及三相电压不平衡度等指标，并通过数据挖掘实现快速故障诊断与分析以减少停电时间缩小停电范围，提高供电可靠性。
（3）基于NB-IoT网络，电网公司可对设备运行环境及状态信息进行实时监测，并通过在杆塔、配电线路及重要设备上部署智能传感器，建设协同感知的智能配电网，从而实现对配网环节的全方位保护。
（4）基于NB-IoT技术，电网公司可实现智能充电桩的互联互通，将充电桩统一接入到管理平台，通过手机APP可为车主提供充电桩的定位导航、在线支付等智慧充电服务，构建开放、智能、互动、高效的智慧车联网。
3、基于NB-IOT的电力监测管理系统设计分析
NB-IOT技术是以数据信息为载体实现功能和作用的，在对电力监测管理系统进行设计时，要以实现数据信息的有效通信和及时共享为主要目标，以对电力系统进行数据采集、数据分析、数据传输以及远程监测等功能为结构的设计要求。在对系统的总体结构进行设计时，主要可以将其划分为感知层、传输层、平台层以及应用层四个部分，再根据电力系统的实际运行情况，对每一个具体的部分进行结构设计。
电力监测管理系统的感知层，主要是由数据采集终端以及智能开关组成，在实际应用中，感知层主要是借助传感器来实现对信息的感知和获取，在对获得到的数据进行分析判断之后，通过智能开关传送到传输层。因而在对NB-IOT的电力监测管理系统进行分析时，要以数据的采集与判断为主要设计目标，从环境参数、设备运行状态以及故障预警三个方面来对收集到的外界信息进行转换处理，再通过与智能开关的联动控制来实现对数据信息的分类和封装，在完成之后，将处理好的信息传递到传输层。
传输层主要起到的是数据信息的传输作用，借助NB-IOT技术中的NB-IOT模块，将数据信息直接传输到NB-IOT基站，而基站再将数据信息传输到不同类型的网络中，进行下一步的数据信息分析和处理。
平台层能够为客户提供数据信息获取服务。对于电力监测管理系统来说，这一结构能够帮助电力企业获得更为准确、全面的数据信息，进而实现对客户的个性化和定制化服务目的，在保障电网安全运行的同时，提高电力企业的经营效益。平台层的主要应用原理是借助Internet网络来实现数据信息的服务功能，网络用户可以通过Internet网络来访问后台服务器，进而获取其想要得到的数据信息。
应用层是NB-IOT技术在电力监测管理系统中应用的最好体现，在这一层结构中，通过NB-IOT技术的相关原理，为电网运行搭建监控平台，并对系统搜集到的数据信息进行及时的整合和共享。这样不仅能够实现信息的及时共享和处理，还能够对电网运行的相关数据信息进行实时的监控，进而保障电网的运行安全。
总的来说，以NB-IOT技术为主的电力监测系统的设计，主要包括以下几个流程：外界数据信息通过数据采集终端转换之后，传输到NB-IOT模组，再发送到NB-IOT基站，最终由NB-IOT基站传输到Internet网络，为用户提供数据信息服务。在这个过程中，NB-IOT技术不仅能够有效节省数据信息传输的时间和效率，还能够充分发挥物联网的容量优势，对提高电力监测管理系统的数据分析能力和处理效率具有重要的作用。
图1 电力监测系统的数据传输流程
3.2硬件设计
（1）数据采集终端板块
数据采集终端板块主要由传感器组和主控板两部分组成，是实现数据采集功能的重要基础。从NB-IOT技术应用的角度来说，现阶段电力监测管理系统中应用的传感器组，主要包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、照度传感器以及震动传感器等不同类型。而主控板则主要是以电源模块、定位模块以及单片机构成的。为了保证数据采集终端板块的功能，在对具体的传感器和模块型号进行选择时，需要充分考虑到电网运行的实际情况。
传感器是数据采集和信息转换的重要工具，在数据采集终端的板块当中，依据数据信息的载体不同，需要选择不同的传感器类型。数据采集终端在工作时，主要是借助传感器组和RS485总线，将收集和转换完成的数据信息传输到主控板中，再经由NB-IOT模块来实现对数据信息的进一步处理。
（2）NB-IOT模块
NB-IOT模块在实际的运行中可以分为网络透传模式、CoAP模式以及UDC模式三种工作模式。NB-IOT模块主要与主控板中的单片机和定位模块产生联系。单片机在运行中借助UART接口来实现对模组中的数据进行交互，再将交互后的信息借助900MHz的射频天线来实现数据信号的发送。在这个过程中，NB-IOT模块主要起到的是保护数据信息安全的作用。
（3）智能开关
智能开关从本质上来说是一种控制装置，能够在实际应用中为系统其他装置的运行提供电力支撑，并对整个系统的供电安全进行保障。智能开关在应用中主要是通过继电器等部件来发挥控制作用的，在监测管理系统运行时，如果检测到实现数据采集的装置电压或温度超过规定的标准，智能开关就能够通过继电器等部件来强行断电，达到保护系统运行安全的目的。在这个过程中，主控板中的单片机也发挥着重要的作用。单片机是智能开关中能够实现对继电器控制的主要装置，因而在对系统的智能开关进行设计时，要重点选择好单片机的型号，保证单片机的质量，让单片机在实际应用时能够对供电设备进行有效的驱动，进而保证继电器能够有效发挥作用。
3.3软件设计
（1）平台搭建
NB-IOT技术在软件平台搭建中的作用，主要体现在NB-IOT网络的应用上。在搭建软件平台时，主要可以按照数据存储模块、数据分析模块、预警模块以及设备管理四个大的方面来进行设计。其中，数据存储模块主要发挥数据浏览和数据编辑功能；数据分析模块主要发挥参数曲线和历史曲线的功能；预警模块主要承担着阈值设置和预警显示的功能；设备管理主要承担着设备注册以及设备删除的功能。
（2）数据库的设计
在对数据库进行设计时，首先要依据不同的数据库类型建立数据表，数据表的内容和形式主要包括采集时间数据表、出入口温度表、电机温度表、电机振动数据表等。在建立好数据表之后，则要创建与数据库连接的PHP动态站点，这一动态站点的建立标准，以随时查询基础档案、可进行数据挖掘和异常风险预测为主。随着现阶段越来越多的新型技术被应用到电力系统的运行中，电力监测管理系统应用的数据库也会逐渐容纳更多的数据信息。因而在对数据库进行设计时，不仅要满足数据库本身的大容量和数据信息处理能力的要求，还要能够应用自动化和智能化的技术，对电力系统中运行的各项数据信息进行更高效、便捷的处理，进而提高电力监测管理系统的应用质量，保障电力系统的运行安全。
4、结语
窄带物联网通信技术自出现以来，就在对智能电网系统整个行业进行了优化更新，其中对智能电网系统的作用最为明显，它在智能电网系统技术中有着极其高的应用价值。
【参考文献】
【1】何勇.NB-IoT 低速率窄带物联网通信技术现状及发展趋势[J].长江信息通信，2021.34（04）；196-198
【2】刘栩宏.李毅.探索NB-IoT 低速率窄带物联网通信技术现状及发展前景[J].中国新通信，2020.22（16）；22
【3】陈会贤；杨贵亮；金明松；张瀚峰；张校宁.NB-IoT通信技术在智能电网中的应用分析[J].信息通信，2020（02）；3-7