ملاحظات مزود إنترنت الأشياء. مطبات استقصاء عدادات المرافق

مرحبًا، أعزائي عشاق إنترنت الأشياء. في هذه المقالة أود أن أتحدث مرة أخرى عن الإسكان والخدمات المجتمعية ومسح أجهزة القياس.

من وقت لآخر، يتحدث لاعب الاتصالات الرئيسي التالي عن مدى سرعة دخوله إلى هذا السوق وسحق الجميع تحت قيادته. في كل مرة أسمع قصصًا كهذه، أفكر: "يا شباب، حظًا موفقًا!"
أنت لا تعرف حتى إلى أين أنت ذاهب.

لكي تفهم حجم المشكلة، سأخبرك بإيجاز بجزء صغير من تجربتنا في تطوير منصة المدينة الذكية. ذلك الجزء منه المسؤول عن الإرسال.

الفكرة العامة والصعوبات الأولى

إذا كنا لا نتحدث عن أجهزة القياس الفردية، ولكن تلك الموجودة في الطوابق السفلية وغرف الغلايات والمؤسسات، فإن معظمها مجهز الآن بمخرج القياس عن بعد. أقل نبضًا، وفي كثير من الأحيان - RS-485/232 أو Ethernet. كقاعدة عامة، أجهزة القياس الأكثر فائدة هي تلك التي تحسب الحرارة. إنهم على استعداد لدفع ثمن إرسالهم في المقام الأول.
لقد ناقشت بالفعل ميزات RS-485 بالتفصيل في مقالتي. باختصار، هذه مجرد واجهة لنقل البيانات. في الأساس، هذه هي متطلبات النبضات الكهربائية وخطوط الاتصال. ويأتي وصف الحزم على مستوى أعلى، في معيار نقل البيانات، الذي يعمل على رأس RS-485. وأي نوع من المعايير سيكون متروكًا للشركة المصنعة. في كثير من الأحيان Modbus، ولكن ليس مطلوبا. حتى لو كان Modbus، فلا يزال من الممكن تعديله إلى حد ما.

في الواقع، يحتاج كل متر إلى نص مسح خاص به، والذي يمكنه "التحدث" معه واستجوابه. وهذا يعني أن نظام الإرسال عبارة عن مجموعة من البرامج النصية لكل عداد على حدة. قاعدة البيانات حيث يتم تخزين كل هذا. وواجهة مستخدم معينة يمكنه من خلالها إنشاء التقرير الذي يحتاجه.

يبدو سهلا. الشيطان، كما هو الحال دائما، يكمن في التفاصيل.

لنبدأ بالجزء الأول.

مخطوطات

كيفية كتابتها؟ حسنًا، من الواضح، شراء جهاز قياس، والعبث به، وتعلم كيفية التواصل معه ودمجه في منصة مشتركة.

ولسوء الحظ، فإن هذا الحل لن يغطي سوى جزء من احتياجاتنا. عادةً ما يكون للعداد الشائع عدة أجيال، وقد يختلف البرنامج النصي لكل جيل. في بعض الأحيان قليلا، وأحيانا كثيرا. عندما تشتري شيئًا ما، فإنك تحصل على أحدث جيل. من المرجح أن يكون لدى المشترك شيئًا أقدم. لم يعد يباع في المتاجر. ولن يقوم المشترك بتغيير وحدة القياس.

ومن هنا المشكلة الأولى. تعد كتابة مثل هذه النصوص بمثابة مزيج صعب من مطوري البرامج والمهندسين "على الأرض". اشترينا أحدث جيل وكتبنا بعض النماذج الأولية ثم قمنا بتعديله على أجهزة حقيقية. من المستحيل القيام بذلك في المختبر، فقط أثناء العمل مع المشتركين المباشرين.

لقد استغرقنا الكثير من الوقت لإنشاء مثل هذه الحزمة. لقد تم الآن وضع الخوارزمية. تم تعديل القوالب الأولية واستكمالها باستمرار، اعتمادًا على ما واجهناه في ممارستنا. بالطبع، تم تحذير المشترك إذا تبين فجأة أن عداده "متوقف" قليلاً. عندما يظهر مثل هذا الجهاز، يتم توصيله وفقًا للمخطط القياسي ويتم تعديل نص الاستطلاع على طول الطريق. أثناء التكامل، المشترك يعمل مجانا. تم إخباره أنه يعيش حاليًا في وضع الاختبار. إن عملية التكامل نفسها أمر لا يمكن التنبؤ به إلى حد ما. في بعض الأحيان تحتاج فقط إلى إجراء الحد الأدنى من التصحيحات. يمكن أن تكون هناك عملية معقدة تتضمن الذهاب إلى الموقع، وتجريف الأدبيات والتغلب على أشعل النار على التوالي.

المهمة ليست سهلة، ولكنها قابلة للحل. والنتيجة هي برنامج نصي العمل. كلما كانت مكتبة النصوص أكبر، أصبحت الحياة أسهل.

المشكلة الثانية.

بطاقات الاتصال التكنولوجية

لكي تفهم مدى تعقيد هذا العمل، سأقدم مثالا. لنأخذ مقياس الحرارة VKT-7 الذي يحظى بشعبية كبيرة.

الاسم نفسه لا يخبرنا بأي شيء. يحتوي VKT-7 على العديد من الحلول المكسوة بالحديد. ما نوع الواجهة الموجودة بداخله؟

هناك خيارات مختلفة. قد يكون هناك دبوس في كتلة DB-9 القياسية (هذا هو RS-232). يمكن أن يكون مجرد كتلة طرفية بها جهات اتصال RS-485. ربما حتى بطاقة شبكة مع RJ-45 (في هذه الحالة يتم تجميع ModBus في Ethernet).

أو ربما لا شيء على الإطلاق. مجرد جهاز قياس عارية. يمكنك تثبيت مخرج واجهة فيه، ويباع بشكل منفصل من قبل الشركة المصنعة ويكلف المال. المشكلة الرئيسية هي أنه لتثبيته تحتاج إلى فتح العداد وكسر الأختام. أي أن منظمة توريد الموارد متضمنة في هذه العملية. يتم إخطارها بأنه سيتم كسر الأختام، ويتم تحديد يوم ويقوم مهندسنا، بحضور ممثل الموارد، بإجراء التعديلات اللازمة، وبعد ذلك يتم إغلاق العداد مرة أخرى.

اعتمادًا على الواجهة المثبتة، يتم إجراء المزيد من التعديلات. على سبيل المثال، قررنا توصيل العداد عبر السلك. هذا هو الخيار الأبسط، إذا كان المفتاح الخاص بنا على مسافة 100 متر، فسيكون التلاعب بـ LoRa زائدًا عن الحاجة. من الأسهل توصيل كابل بشبكتنا، بشبكة VLAN معزولة.

بالنسبة إلى RS-485/232، تحتاج إلى محول إلى Ethernet. سوف يتذكر الكثيرون على الفور MOHA، لكنه مكلف. بالنسبة لحلولنا، اخترنا حلًا صينيًا أرخص.

إذا كان الإخراج إيثرنت مباشرة، فلن تكون هناك حاجة إلى محول.

سؤال. لنفترض أننا قمنا بتثبيت إخراج الواجهة بأنفسنا. هل يمكنك جعل حياتك أسهل وتثبيت شبكة إيثرنت على الفور في كل مكان؟

ليس هذا ممكنا دائما. نحن بحاجة إلى إلقاء نظرة على تصميم الجسم. قد لا تحتوي على الثقب المطلوب حتى تتلاءم الواجهة بشكل صحيح. اسمحوا لي أن أذكرك أن العداد موجود في الطابق السفلي لدينا. أو في غرفة المرجل. هناك رطوبة عالية هناك، لا يمكن كسر الختم. إن إنهاء الجسم بملف فكرة سيئة. من الأفضل تثبيت شيء لا يتطلب في البداية تعديلات كبيرة. غالبًا ما يكون RS-485 هو السبيل الوحيد للخروج.

إضافي. هل العداد موصول بالطاقة المضمونة؟ إذا لم يكن الأمر كذلك، فإنه يعمل على طاقة البطارية. في هذا الوضع، تم تصميمه للاقتراع اليدوي مرة واحدة في الشهر لمدة ثلاث دقائق. سيؤدي الوصول المستمر إلى VKT-7 إلى استنزاف بطاريته. هذا يعني أنك بحاجة إلى توفير طاقة مضمونة وتركيب محول جهد.

تختلف وحدة الطاقة لكل مصنع للعدادات. يمكن أن يكون هذا وحدة سكة DIN خارجية أو محولًا مدمجًا.

اتضح أن مستودعنا يجب أن يقوم دائمًا بتخزين مجموعة من الواجهات ووحدات الطاقة المختلفة لكل متر. النطاق هناك مثير للإعجاب.

وبطبيعة الحال، سيتم دفع كل هذا في نهاية المطاف من قبل المشترك. لكنه لن ينتظر شهرًا حتى يصل الجهاز المناسب. ويحتاج إلى تقدير للاتصال هنا والآن. لذلك يقع الاحتياطي التكنولوجي على أكتافنا.

كل ما وصفته يتحول إلى خريطة اتصال فنية واضحة، بحيث لا يفكر المهندسون المحليون في نوع الوحش الذي واجهوه في الطابق السفلي التالي وما يحتاجون إليه لكي يعمل.

الخريطة الفنية مجاورة للقواعد العامة للاتصال. بعد كل شيء، لا يكفي تضمين جهاز القياس في شبكتنا؛ ما زلنا بحاجة إلى توصيل نفس شبكة VLAN بمنفذ التبديل، ونحتاج إلى إجراء التشخيص وإجراء استطلاع رأي. نحن نسعى جاهدين لأتمتة العملية برمتها قدر الإمكان لتجنب الأخطاء وعدم إشراك مهندسين غير ضروريين.

حسنًا، لقد كتبنا الخرائط الفنية واللوائح والأتمتة. لقد أنشأنا الخدمات اللوجستية.

في أي مكان آخر هناك المزالق الخفية؟

تتم قراءة البيانات وسكبها في قاعدة البيانات.

هذه الأرقام تجعل المشترك ليس ساخنا ولا باردا. انه يحتاج إلى تقرير. ويفضل أن يكون بالشكل الذي اعتاد عليه. ومن الأفضل أن يكون على الفور في شكل تقرير يمكن أن يفهمه، ويمكنه طباعته والتوقيع عليه وإرساله. وهذا يعني أننا بحاجة إلى واجهة بسيطة ومفهومة تعرض معلومات عن جهاز القياس ويمكنها إنشاء تقرير تلقائيًا.

هنا تستمر حديقة الحيوان لدينا. الحقيقة هي أن هناك العديد من نماذج التقارير. وهي تعكس في جوهرها نفس الشيء (الحرارة المستهلكة)، ولكن بطرق مختلفة.

بعض المشتركين يبلغون بالقيم المطلقة (أي في عمود استهلاك الحرارة تكتب القيم بدءاً من تركيب العداد)، والبعض الآخر بالدلتا (وهذا عندما نكتب الاستهلاك على مدى فترة زمنية دون الرجوع إلى القيم الأولية). وفي الواقع، فإنهم لا يستخدمون معايير موحدة، بل ممارسات راسخة. كانت هناك حالات عندما يرى المشتركون جميع القيم التي يحتاجونها (كمية الحرارة المستهلكة، وحجم سائل التبريد المقدم والمفرغ، وفرق درجة الحرارة)، ولكن الأعمدة في التقرير ليست بالتسلسل الصحيح.
ومن هنا تأتي الخطوة التالية - يجب أن يكون التقرير قابلاً للتخصيص. أي أن المشترك بنفسه يختار ما يجري وبأي تسلسل وما هي الموارد الموجودة في وثيقته.

هناك نقطة مثيرة للاهتمام هنا. كل شيء على ما يرام إذا تم تثبيت جهاز القياس الخاص بنا بشكل صحيح. ولكن يحدث أن شركة التثبيت، عند تثبيت ITP، ارتكبت خطأً وضبطت وقت العداد بشكل غير صحيح. لقد صادفنا أجهزة تعتقد أنها عام 2010. في نظامنا، سيبدو هذا بمثابة قراءات صفرية للتاريخ الحالي، واستهلاك حقيقي إذا اخترنا 2010. الدلتا مفيدة جدًا هنا. وهذا يعني أننا نقول إن الكثير قد حدث خلال الـ XNUMX ساعة الماضية.

يبدو، لماذا هذه الصعوبات؟ هل من الصعب جدًا تعبئة ساعتك؟

بالضبط مع VKT-7 سيؤدي ذلك إلى إعادة ضبط العداد بالكامل وحذف الأرشيف منه.
سيضطر المشترك إلى أن يثبت لمسؤولي الموارد أنه قام بتثبيت ITP ليس بالأمس، ولكن قبل خمس سنوات.

وأخيرا، الجليد على الكعكة.

شهادة

لدينا متر وتقرير. بينهما هو نظامنا، الذي يولد هذا التقرير. هل تصدقها؟

أفعل. ولكن كيف يمكننا أن نثبت أن لا شيء يتغير بداخلنا، وأننا لا نشوه المعنى. هذه بالفعل مسألة شهادة. يجب أن يكون لدى نظام المسح شهادة تؤكد حياده. جميع الأنظمة الكبيرة مثل LERS وYa Energetik وغيرها لديها شهادة مماثلة. لقد تلقيناها أيضًا، على الرغم من أنها باهظة الثمن وتستغرق الكثير من الوقت.

بالطبع، يمكنك دائمًا قطع الزاوية وشراء شيء جاهز. ولكن سيتعين على المطور أن يدفع مقابل ذلك. وقد يطلب المطور ليس فقط رسوم دخول، بل أيضًا رسوم اشتراك. أي أننا سنضطر إلى مشاركة جزء من فطيرتنا معه.

لماذا كل هذا؟

هذه ليست المشكلة الرئيسية. يعد تطوير النظام الخاص بك أيضًا مكلفًا للغاية وأكثر صعوبة. ومع ذلك، فإنه يوفر ميزة هامة. نحن نفهم بوضوح كيف يعمل. نحن نوسع نطاقه بسهولة، ويمكننا تعديله إذا نشأت مثل هذه الحاجة فجأة. يحصل المشترك على خدمة أكثر اكتمالا، ومن جانبنا، التحكم بنسبة XNUMX٪ في العملية.

ولهذا السبب اخترنا الطريق الثاني. لقد استثمرنا عامًا من حياة المطورين والمهندسين الميدانيين لدينا فيه. لكننا الآن نفهم بوضوح عمل السلسلة بأكملها.

إذا نظرنا إلى الوراء، أفهم أنه بدون المعرفة المكتسبة، لم أكن لأتمكن ببساطة من تفسير السلوك غير الطبيعي لعداد معين بشكل صحيح.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن بناء شيء آخر على أساس نظام الإرسال. إنذار للاستهلاك الزائد، تقرير الحادث. نحن نستعد لإطلاق تطبيق الهاتف المحمول قريبًا.

لقد ذهبنا إلى أبعد من ذلك وأضفنا إلى منصتنا (لا توجد طريقة أخرى يمكن تسميتها) القدرة على تلقي الطلبات من السكان، والقدرة على التحكم في "أجهزة الاتصال الداخلية الذكية"، والتحكم في إضاءة الشوارع، والعديد من المشاريع الأخرى التي لم أكتبها بعد. حول بعد.

كل هذا صعب ومربك ويستغرق وقتًا طويلاً. ولكن النتيجة تستحق العناء. يحصل المشتركون على منتج جاهز وشامل.

كل مشغل يخطط لدخول قطاع الإسكان والخدمات المجتمعية سوف يسلك هذا الطريق بالتأكيد. هل سيمر؟
هنا سؤال. الأمر لا يتعلق حتى بالمال. وكما كتبت أعلاه، ما نحتاجه هنا هو مزيج من العمل الميداني والتطوير. ليس كل اللاعبين الرئيسيين معتادون على هذا. إذا كان المطورون الخاصون بك موجودين في موسكو، وتم إجراء الاتصالات في نوفوسيبيرسك، فسيتم تمديد وقتك للمنتج النهائي بشكل كبير.

سيحدد الوقت من سيبقى في هذا السوق ومن سيقول - حسنًا، اذهب إلى الجحيم! ولكن الشيء الوحيد الذي أعرفه على وجه اليقين هو أنك لن تكون قادرًا على المجيء والحصول على حصة في السوق بالمال فقط. تتطلب هذه العملية أساليب غير تقليدية، ومهندسين جيدين، والتعمق في الجهات التنظيمية، والتواصل مع مسؤولي الموارد والمشتركين، وتحديد المشكلات والتغلب عليها باستمرار.

PS لقد تعمدت في هذه المقالة التركيز على الحرارة ولم أذكر الكهرباء أو الماء. أنا أيضا أصف اتصال الكابل. إذا كان لدينا خرج نبضي، فهناك بعض الفروق الدقيقة، مثل الفحوصات الإلزامية بعد التثبيت. ربما لا يمكن الوصول إلى السلك، ثم يأتي دور LoRaWAN. من غير الواقعي وصف منصتنا بأكملها ومراحل تطورها في مقال واحد.

المصدر: www.habr.com