Guten Tag, liebe Freunde des Internets der Dinge. In diesem Artikel möchte ich erneut über das Thema der kommunalen Dienstleistungen und die Umfrage zu Zählergeräten sprechen.
Periodisch berichtet ein weiterer großer Anbieter im Telekommunikationssektor, wie bald er in diesen Markt eintreten wird und alle anderen verdrängt. Bei solchen Ankündigungen denke ich mir jedes Mal: „Viel Glück, Leute!“
Ihr könnt euch nicht vorstellen, worauf ihr euch einlasst.
Um das Ausmaß des Problems zu verstehen, möchte ich einen kleinen Teil unserer Erfahrungen bei der Entwicklung der Plattform „Smart City“ kurz erläutern. Und zwar jene Aspekte, die sich mit der Disposition befassen.
Die allgemeine Idee und erste Herausforderungen
Wenn wir nicht über individuelle Zählergeräte sprechen, sondern über die, die in Kellern, Heizungsanlagen und Betrieben installiert sind, so sind die meisten von ihnen mittlerweile mit telemetrischen Ausgängen ausgestattet. Seltener mit Impulsausgängen, häufiger mit RS-485/232 oder Ethernet. In der Regel sind die „wirtschaftlichsten“ Zählergeräte diejenigen, die Wärme messen. Für deren Disposition sind die Kunden in der Regel bereit, zuerst zu zahlen.
In meinem Artikel habe ich bereits ausführlich die Besonderheiten von RS-485 behandelt. Kurz gesagt, es handelt sich um ein Datenübertragungsprotokoll. Im Wesentlichen definiert es Anforderungen an elektrische Impulse und Kommunikationsleitungen. Die Paketbeschreibung erfolgt auf einer höheren Ebene, im Datenübertragungsstandard, der auf RS-485 aufbaut. Welcher Standard letztendlich verwendet wird, liegt im Ermessen des Herstellers. Häufig ist es Modbus, aber nicht zwingend. Selbst wenn es Modbus ist, kann er modifiziert sein.
Tatsächlich benötigt jeder Zähler ein eigenes Abfrage-Skript, das mit ihm «kommunizieren» und ihn abfragen kann. Das bedeutet, dass die Dispatching-Systematik eine Reihe von Skripten für jeden einzelnen Zähler umfasst. Eine Datenbank, in der all dies gespeichert wird. Und eine Benutzeroberfläche, in der der Nutzer die gewünschten Berichte erstellen kann.
Es sieht nicht kompliziert aus. Der Teufel steckt, wie immer, im Detail.
Beginnen wir mit dem ersten Teil.
Skripte
Wie schreibt man sie? Nun, offensichtlich muss man das Messgerät kaufen, es auseinandernehmen, lernen, wie man damit kommuniziert, und es in die gesamte Plattform integrieren.
Leider deckt diese Lösung nur einen Teil unserer Bedürfnisse ab. Normalerweise gibt es von gängigen Zählern mehrere Generationen, und die Skripte für jede Generation können unterschiedlich sein. Manchmal nur geringfügig, manchmal deutlich. Wenn Sie etwas kaufen, erwerben Sie die neueste Generation. Der Endkunde hat jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit etwas älteres. Dieses wird nicht mehr im Handel verkauft. Außerdem wird der Endkunde das Zählermodul nicht austauschen.
Hier liegt das erste Problem. Das Schreiben solcher Skripte erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen Softwareentwicklern und Ingenieuren vor Ort. Wir kauften die neueste Generation, erstellten eine Art anfängliche Vorlage und modifizierten diese dann an den tatsächlichen Geräten. Solch eine Entwicklung im Labor ist nicht möglich, sondern kann nur in der Zusammenarbeit mit echten Endkunden erfolgen.
Wir haben viel Zeit in die Entwicklung dieser Kombination investiert. Der Algorithmus funktioniert jetzt reibungslos. Die anfänglichen Vorlagen wurden ständig angepasst und ergänzt, je nachdem, was wir in der Praxis erlebt haben. Selbstverständlich wurden die Nutzer gewarnt, falls ihr Zähler ein wenig „anders“ war. Bei der Einführung eines solchen Geräts erfolgt die Verbindung nach dem Standardverfahren, und das Befragungsskript wird in Echtzeit modifiziert. Während der Integrationszeit arbeitet der Nutzer kostenlos und wird darüber informiert, dass er sich im Testmodus befindet. Der gesamte Integrationsprozess kann recht unvorhersehbar sein. Manchmal sind nur minimale Änderungen erforderlich, manchmal erfordert es einen komplexen Prozess mit einem Vor-Ort-Besuch, umfangreicher Recherche und konsequentem Überwinden von Hürden.
Die Aufgabe ist nicht einfach, aber machbar. Das Ergebnis ist ein funktionierendes Skript. Je größer die Skriptabbibliothek, desto einfacher wird es.
Das zweite Problem.
Technologische Anschlussdiagramme
Um die Komplexität dieser Arbeit zu verdeutlichen, gebe ich ein Beispiel: Nehmen wir den extrem beliebten Wärmezähler WKT-7.
Der Name allein sagt uns noch nichts aus. Der VKТ-7 bietet mehrere Hardwarelösungen. Wie sieht es mit dem Innenleben aus?
Es gibt verschiedene Optionen. Es könnte eine Verbindung über einen standardmäßigen DB-9 Anschluss (RS-232) sein. Es könnte auch einfach eine Klemmenleiste mit RS-485 Kontakten sein. Oder sogar eine Netzwerkkarte mit RJ-45 (in diesem Fall wird ModBus in Ethernet verpackt).
Oder es könnte auch überhaupt nichts sein. Einfach ein nackter Zähler. Man kann einen Schnittstellenanschluss installieren, der vom Hersteller separat verkauft wird und Kosten verursacht. Das Hauptproblem ist, dass für die Installation der Zähler geöffnet und die Siegel entfernt werden müssen. Das bedeutet, dass die Versorgungsorganisation in diesen Prozess einbezogen wird. Sie werden informiert, dass die Siegel entfernt werden und es wird ein Termin vereinbart, an dem unser Techniker in Anwesenheit eines Vertreters des Versorgers die notwendigen Anpassungen vornimmt, wonach der Zähler erneut versiegelt wird.
Je nach installiertem Schnittstellenanschluss wird die weitere Anpassung vorgenommen. Wenn wir beispielsweise entschieden haben, den Zähler kabelgebunden anzuschließen. Das ist die einfachste Option, sofern unser Switch innerhalb von 100 Metern erreichbar ist; mit LoRa zu arbeiten, ist überflüssig. Es ist einfacher, mit einem Kabel in unser Netzwerk, in ein isoliertes VLAN, zu gehen.
Für RS-485/232 wird ein Ethernet-Konverter benötigt. Viele denken sofort an MOXA, aber das ist teuer. Für unsere Lösungen haben wir eine kostengünstigere chinesische Alternative ausgesucht.
Wenn der Ausgang direkt Ethernet ist, wird kein Konverter benötigt.
Frage. Angenommen, wir installieren selbst den Schnittstellenausgang. Können wir uns das Leben erleichtern und überall gleich Ethernet einbauen?
Das ist nicht immer möglich. Man muss sich das Gehäuse anschauen. Es könnte sein, dass das nötige Loch fehlt, damit die Schnittstelle richtig passt. Und der Zähler, wie ich erwähnte, steht bei uns im Keller. Oder in der Heizzentrale. Da herrscht hohe Feuchtigkeit, die Dichtheit darf nicht beeinträchtigt werden. Das Gehäuse mit einer Feile nachzubessern – eine schlechte Idee. Es ist besser, etwas zu wählen, das von vornherein keine großen Umbauten erfordert. Oft ist RS-485 der einzige Ausweg.
Weiter. Ist der Zähler an eine garantierte Stromversorgung angeschlossen? Wenn nicht, läuft er mit einer Batterie. In diesem Modus ist er für eine manuelle Ablesung einmal im Monat für drei Minuten ausgelegt. Eine ständige Abfrage an den VK-7 würde seine Batterie entleeren. Daher muss eine garantierte Stromversorgung gelegt und ein Spannungswandler installiert werden.
Jeder Hersteller von Zählern hat unterschiedliche Speisemodule. Das kann ein externes Gerät auf einer DIN-Schiene oder ein integrierter Wandler sein.
Das bedeutet, dass in unserem Lager immer ein Set aus verschiedenen Schnittstellen und Speisemodulen für jeden Zähler bereitstehen muss. Die Auswahl dort ist beträchtlich.
Natürlich wird letztendlich der Kunde dafür bezahlen. Aber er wird nicht einen Monat warten, bis das benötigte Gerät ankommt. Er benötigt hier und jetzt eine Kostenschätzung für die Installation. Daher liegt der technologische Vorrat auf unseren Schultern.
Alles, was ich beschrieben habe, wird in einer klaren technischen Anschlusskarte festgehalten, damit die Ingenieure vor Ort nicht im Unklaren darüber sind, auf was für ein Gerät sie im nächsten Keller treffen und was für dessen Betrieb erforderlich ist.
Die technische Karte wird durch die allgemeinen Richtlinien für den Anschluss ergänzt. Ein Zähler reicht nicht aus, um ihn in unser Netzwerk einzubinden; auch der VLAN muss auf den Switch-Port angewendet, eine Diagnose durchgeführt und ein Testabruf gemacht werden. Wir streben an, den gesamten Prozess so weit wie möglich zu automatisieren, um Fehler zu vermeiden und keine unnötigen Ingenieure zu beschäftigen.
Gut, wir haben technische Karten, Richtlinien und Automatisierungen erstellt. Die Logistik haben wir eingerichtet.
Wo könnten noch unerwartete Probleme auftauchen?
Die Daten werden erfasst und in die Datenbank eingegeben.
Die Zahlen sind für den Nutzer nicht von Bedeutung. Er benötigt einen Bericht. Am besten in dem ihm bekannten Format. Noch besser wäre es, wenn dieser Bericht direkt in einem verständlichen Layout erstellt wird, das er ausdrucken, unterschreiben und einreichen kann. Daher ist eine einfache und klare Benutzeroberfläche erforderlich, die Informationen zu den Zählern anzeigt und Berichte automatisch erstellen kann.
Hier setzt unser Beispiel fort. Es gibt verschiedene Arten von Berichten. Grundsätzlich spiegeln sie dasselbe wider (den verbrauchten Wärmebedarf), jedoch auf unterschiedliche Weise.
Einige Nutzer berichten in absoluten Werten (das heißt, in der Verbrauchssäule stehen die Werte ab dem Zeitpunkt der Zählerinstallation), andere in Differenzen (das heißt, der Verbrauch wird über einen bestimmten Zeitraum ohne Bezug auf die Anfangswerte gemessen). Tatsächlich verwenden sie keine einheitlichen Standards, sondern anerkannte Praktiken. Es gab Fälle, in denen die Nutzer alle benötigten Werte sehen konnten (Menge der verbrauchten Wärme, Menge des gelieferten und abgeführten Wärmeträgers, Temperaturdifferenzen), aber die Spalten in dem Bericht waren nicht in der richtigen Reihenfolge.
Der nächste Schritt besteht darin, dass der Bericht anpassbar sein muss. Das heißt, der Verbraucher wählt selbst, welche Elemente in welcher Reihenfolge und welche Ressourcen in seinem Dokument enthalten sind.
Hier gibt es einen interessanten Punkt. Alles ist gut, wenn unser Zähler richtig installiert ist. Aber es gibt Fälle, in denen die Montagefirma beim Einbau des ITP fehlerhaft gearbeitet hat und die Zeit falsch eingestellt wurde. Wir haben Geräte gesehen, die denken, es sei das Jahr 2010. In unserem System würde das als Nullwerte für das aktuelle Datum angezeigt, während der tatsächliche Verbrauch dem Jahr 2010 zugeordnet wäre. Hier kommen die Deltas ins Spiel. Das heißt, wir sagen, dass in den letzten 24 Stunden so viel verbraucht wurde.
Man könnte sich fragen, warum so viel Aufwand? Ist es so schwierig, die Uhrzeit einzustellen?
Genau bei VKT-7 würde dies zur vollständigen Nullen des Zählers und zum Löschen der Archive führen.
Der Verbraucher wird gezwungen sein, den Ressourcenanbietern zu beweisen, dass er das ITP nicht gestern installiert hat, sondern schon vor fünf Jahren.
Und schließlich die Kirsche auf der Sahnetorte.
Zertifizierung
Wir haben einen Zähler, wir haben einen Bericht. Zwischen ihnen befindet sich unser System, das diesen Bericht erstellt. Vertrauen Sie ihm?
Ja, das bin ich. Aber wie können wir beweisen, dass sich bei uns im Inneren nichts ändert und dass wir Bedeutungen nicht verfälschen? Das ist bereits eine Frage der Zertifizierung. Das Umfragesystem muss unbedingt ein Zertifikat haben, das seine Unvoreingenommenheit bestätigt. Alle großen Systeme, wie LERS, Я Энергетик und ähnliche, haben so ein Zertifikat. Auch wir haben es erhalten, obwohl es teuer und zeitaufwendig ist.
Natürlich kann man immer eine Abkürzung nehmen und etwas Fertiges kaufen. Aber dafür muss man dem Entwickler bezahlen. Und der Entwickler kann nicht nur eine Einstieggebühr verlangen, sondern auch eine monatliche Gebühr. Das bedeutet, wir müssten einen Teil unseres Kuchens mit ihm teilen.
Warum das alles?
Das Hauptproblem liegt nicht darin. Die Entwicklung eines eigenen Systems ist ebenfalls sehr teuer und um ein Vielfaches komplizierter. Aber sie bietet einen wichtigen Vorteil. Wir wissen genau, wie es funktioniert. Wir können es problemlos skalieren und bei Bedarf modifizieren. Der Kunde erhält einen umfassenderen Service, und wir haben die hundertprozentige Kontrolle über den Prozess.
Genau deshalb haben wir den alternativen Weg gewählt. Wir haben ein Jahr der Arbeit unserer Entwickler und Feldingenieure investiert. Jetzt verstehen wir jedoch klar die Funktionsweise der gesamten Kette.
Wenn ich zurückblicke, wird mir bewusst, dass ich ohne das erworbene Wissen einfach nicht in der Lage wäre, das unübliche Verhalten von bestimmten Zählern richtig zu interpretieren.
Darüber hinaus kann auf der Basis des Dispatchingsystems noch viel mehr aufgebaut werden. Alarmmeldungen bei Überschreitungen des Verbrauchs, Berichte über Zwischenfälle. Bald wird auch unsere mobile Anwendung veröffentlicht.
Wir sind noch einen Schritt weiter gegangen und haben unserer Plattform (anders kann man es nicht nennen) die Möglichkeit hinzugefügt, Anfragen von Bürgern zu empfangen, unsere "intelligenten Türsprechanlagen" zu steuern, die Kontrolle über die Straßenbeleuchtung sowie einige weitere Projekte, über die ich bisher nicht geschrieben habe.
All dies ist kompliziert, herausfordernd und zeitaufwändig. Doch das Ergebnis ist es wert. Unsere Kunden erhalten ein umfassendes, fertiges Produkt.
Jeder Betreiber, der in die Wohnungswirtschaft einsteigen möchte, wird diesen Weg einschlagen. Wird er es schaffen?
Hier ist die Frage. Es geht nicht nur ums Geld. Wie ich zuvor erwähnt habe, ist eine Kombination aus Feldarbeit und Entwicklung erforderlich. Nicht alle großen Akteure sind daran gewöhnt. Wenn Ihre Entwickler in Moskau sitzen und die Anschlüsse in Nowosibirsk erfolgen, verlängert sich Ihre Zeit bis zum fertigen Produkt erheblich.
Die Zeit wird zeigen, wer sich auf diesem Markt behaupten kann und wer denkt, dass es besser ist, es ganz zu lassen! Aber eines weiß ich mit Sicherheit – einfach so mit Geld auf den Markt zu kommen, wird nicht funktionieren. Dieser Prozess erfordert unkonventionelle Ansätze, gute Ingenieure, sich in Regulierungen einzuarbeiten, mit Ressourcenanbietern und Abonnenten zu kommunizieren sowie ständig Stolpersteine zu identifizieren und zu überwinden.
P. S. In diesem Artikel habe ich mich bewusst auf Wärme konzentriert und erwähne weder Elektrizität noch Wasser. Außerdem beschreibe ich die Kabelverbindungen. Wenn wir einen impulsiven Ausgang haben, gibt es eigene Nuancen, wie etwa erforderliche Überprüfungen nach der Installation. Es kann sogar vorkommen, dass man nicht mit einem Kabel erreicht, dann kommt LoRaWAN ins Spiel. Es ist einfach unmöglich, unsere gesamte Plattform und die Entwicklungsphasen in einem einzigen Artikel zu beschreiben.
Quelle: habr.com
