یادداشت های ارائه دهنده اینترنت اشیا. فناوری و اقتصاد LoRaWAN در روشنایی شهری

در آخرین قسمت ...

حدود یک سال پیش من نوشت در مورد مدیریت روشنایی شهری در یکی از شهرهای ما. همه چیز در آنجا بسیار ساده بود: طبق یک برنامه، برق لامپ ها از طریق SHUNO (کابینت کنترل روشنایی خارجی) روشن و خاموش می شد. یک رله در SHUNO وجود داشت که به دستور آن زنجیره چراغ ها روشن شد. شاید تنها نکته جالب این باشد که این کار از طریق LoRaWAN انجام شد.

همانطور که به یاد دارید، ما در ابتدا بر روی ماژول های SI-12 (شکل 1) از شرکت Vega ساخته شدیم. حتی در مرحله آزمایشی هم بلافاصله با مشکل مواجه شدیم.

شکل 1. - ماژول SI-12

1. ما به شبکه LoRaWAN وابسته بودیم. تداخل جدی در هوا یا خرابی سرور و مشکل روشنایی شهر داریم. بعید است، اما ممکن است.
2. SI-12 فقط یک ورودی پالس دارد. می توانید یک کنتور برق را به آن وصل کنید و قرائت جریان را از آن بخوانید. اما در مدت زمان کوتاهی (5-10 دقیقه) نمی توان جهش مصرف را که پس از روشن کردن چراغ ها رخ می دهد، ردیابی کرد. در زیر توضیح خواهم داد که چرا این مهم است.
3. مشکل جدی تر است. ماژول های SI-12 همچنان یخ می زدند. تقریباً هر 20 عمل یک بار. در ارتباط با Vega، ما سعی کردیم علت را از بین ببریم. در خلال آزمایش، دو سیستم عامل جدید ماژول و یک نسخه جدید از سرور منتشر شد که چندین مشکل جدی برطرف شد. در پایان، ماژول ها متوقف شدند. و با این حال از آنها دور شدیم.

و حالا...

در حال حاضر ما یک پروژه بسیار پیشرفته تر ساخته ایم.

این بر اساس ماژول های IS-Industry است (شکل 2). سخت افزار توسط برون سپاری ما توسعه داده شده است، سیستم عامل خودمان نوشته شده است. این یک ماژول بسیار هوشمند است. بسته به سیستم عاملی که روی آن بارگذاری می شود، می تواند نورپردازی را کنترل کند یا دستگاه های اندازه گیری را با مجموعه بزرگی از پارامترها بازجویی کند. مثلا کنتور حرارتی یا کنتور برق سه فاز.
چند کلمه در مورد آنچه اجرا شده است.

شکل 2. - ماژول IS-Industry

1. از این به بعد، IS-Industry حافظه خاص خود را دارد. با سیستم عامل سبک، به اصطلاح استراتژی ها از راه دور در این حافظه بارگذاری می شوند. در اصل، این یک برنامه برای روشن و خاموش کردن SHUNO برای یک دوره خاص است. هنگام روشن و خاموش کردن کانال رادیویی دیگر به آن وابسته نیستیم. در داخل ماژول برنامه ای وجود دارد که طبق آن بدون توجه به هر چیزی کار می کند. هر اجرا لزوماً با یک فرمان به سرور همراه است. سرور باید بداند که وضعیت ما تغییر کرده است.

2. همان ماژول می تواند کنتور برق را در SHUNO بازجویی کند. هر ساعت بسته هایی با مصرف و کلی پارامتری که کنتور می تواند تولید کند از آن دریافت می شود.
اما موضوع این نیست. دو دقیقه پس از تغییر حالت، یک فرمان فوق العاده با قرائت شمارنده آنی ارسال می شود. از روی آنها می توانیم قضاوت کنیم که نور در واقع روشن یا خاموش شده است. یا مشکلی پیش آمد. رابط دارای دو نشانگر است. سوئیچ وضعیت فعلی ماژول را نشان می دهد. لامپ به عدم یا حضور مصرف گره خورده است. اگر این حالت ها با یکدیگر تناقض داشته باشند (ماژول خاموش است، اما مصرف ادامه دارد و بالعکس)، خط با SHUNO با رنگ قرمز برجسته می شود و زنگ هشدار ایجاد می شود (شکل 3). در پاییز، چنین سیستمی به ما کمک کرد تا یک رله استارت گیر کرده را پیدا کنیم. در واقع، مشکل از ما نیست؛ ماژول ما به درستی کار کرد. اما ما در راستای منافع مشتری کار می کنیم. بنابراین باید هر حادثه ای را که ممکن است در نور مشکل ایجاد کند به او نشان دهند.

شکل 3. - مصرف با حالت رله در تضاد است. به همین دلیل این خط با رنگ قرمز مشخص شده است

نمودارها بر اساس خوانش های ساعتی ساخته می شوند.

منطق همان دفعه قبل است. ما با افزایش مصرف برق بر واقعیت روشن شدن نظارت می کنیم. ما مصرف متوسط ​​را دنبال می کنیم. مصرف کمتر از میانه به معنای سوختن برخی از چراغ ها است، و بالاتر از آن به این معنی است که برق از تیر دزدیده شده است.

3. بسته های استاندارد با اطلاعات مصرف و مرتب بودن ماژول. آنها در زمان‌های مختلف می‌آیند و ازدحام روی آنتن ایجاد نمی‌کنند.

4. مانند قبل، ما می توانیم SHUNO را مجبور به روشن یا خاموش کردن در هر زمان کنیم. به عنوان مثال، برای یک خدمه اضطراری لازم است که یک لامپ سوخته را در زنجیر جستجو کنند.

چنین پیشرفت هایی به طور قابل توجهی تحمل خطا را افزایش می دهد.
این مدل مدیریت در حال حاضر شاید محبوب ترین در روسیه باشد.

و همچنین...

جلوتر رفتیم.

واقعیت این است که می توانید کاملاً از SHUNO به معنای کلاسیک فاصله بگیرید و هر لامپ را جداگانه کنترل کنید.

برای انجام این کار، لازم است که چراغ قوه از پروتکل کم نور (0-10، DALI یا موارد دیگر) پشتیبانی کند و دارای یک کانکتور Nemo-socket باشد.

Nemo-socket یک رابط استاندارد 7 پین است (در شکل 4) که اغلب در روشنایی خیابان استفاده می شود. برق و کنتاکت های رابط از چراغ قوه به این کانکتور خروجی می شود.

شکل 4. - سوکت نمو

0-10 یک پروتکل کنترل روشنایی شناخته شده است. دیگر جوان نیست، اما به خوبی ثابت شده است. به لطف دستورات با استفاده از این پروتکل، ما نه تنها می توانیم لامپ را روشن و خاموش کنیم، بلکه آن را به حالت کم نور نیز تغییر دهیم. به عبارت ساده، نورها را بدون خاموش کردن کامل کم کنید. ما می توانیم آن را با یک مقدار درصد مشخص کم رنگ کنیم. 30 یا 70 یا 43.

اینجوری کار میکنه ماژول کنترل ما در بالای سوکت Nemo نصب شده است. این ماژول از پروتکل 0-10 پشتیبانی می کند. دستورات از طریق LoRaWAN از طریق یک کانال رادیویی می رسند (شکل 5).

شکل 5. - چراغ قوه با ماژول کنترل

این ماژول چه کاری می تواند انجام دهد؟

او می تواند لامپ را روشن و خاموش کند، تا حدی کم نور کند. و همچنین می تواند میزان مصرف لامپ را ردیابی کند. در مورد کم نور، افت مصرف جریان وجود دارد.

اکنون ما فقط یک رشته فانوس را ردیابی نمی کنیم، بلکه هر فانوس را مدیریت و ردیابی می کنیم. و البته برای هر یک از چراغ ها می توانیم خطای خاصی دریافت کنیم.

علاوه بر این، شما می توانید به طور قابل توجهی منطق استراتژی ها را پیچیده کنید.

به عنوان مثال. به لامپ شماره 5 می گوییم که باید ساعت 18-00 روشن شود، در 3-00 تاریکی 50 درصد به 4-50 برسد، سپس دوباره در صد در صد روشن شود و در 9-20 خاموش شود. همه اینها به راحتی در رابط ما پیکربندی می شود و به یک استراتژی عملیاتی تبدیل می شود که برای لامپ قابل درک است. این استراتژی در لامپ آپلود می شود و تا رسیدن دستورات دیگر بر اساس آن کار می کند.

همانطور که در مورد ماژول برای SHUNO، ما هیچ مشکلی با از دست دادن ارتباطات رادیویی نداریم. حتی اگر اتفاق مهمی برای آن بیفتد، نورپردازی به کار خود ادامه خواهد داد. علاوه بر این، در لحظه ای که لازم است مثلاً صد لامپ روشن شود، هیچ عجله ای در هوا وجود ندارد. ما به راحتی می توانیم آنها را یک به یک دور بزنیم، مطالعه کنیم و استراتژی ها را تنظیم کنیم. علاوه بر این، بسته های سیگنالینگ در فواصل زمانی مشخصی پیکربندی می شوند که نشان می دهد دستگاه زنده و آماده برقراری ارتباط است.
دسترسی برنامه ریزی نشده فقط در مواقع اضطراری اتفاق می افتد. خوشبختانه، در این مورد، ما تجملات غذای ثابت را داریم و می توانیم کلاس C را بپردازیم.

سوال مهمی که دوباره مطرح می کنم. هر بار که ما سیستم خود را ارائه می دهیم، از من می پرسند - رله عکس چطور؟ میشه اونجا رله عکس پیچ کرد؟

صرفا از نظر فنی هیچ مشکلی وجود ندارد. اما تمام مشتریانی که در حال حاضر با آنها در ارتباط هستیم، قاطعانه از گرفتن اطلاعات از حسگرهای عکس خودداری می کنند. آنها از شما می خواهند که فقط با برنامه و فرمول های نجومی عمل کنید. با این حال، روشنایی شهری حیاتی و مهم است.

و حالا مهمترین چیز. اقتصاد.

کار با SHUNO از طریق یک ماژول رادیویی دارای مزایای واضح و هزینه نسبتا کم است. کنترل بر روی لامپ ها را افزایش می دهد و تعمیر و نگهداری را ساده می کند. اینجا همه چیز مشخص است و منافع اقتصادی آن آشکار است.

اما با کنترل هر لامپ کار دشوارتر می شود.

چندین پروژه مشابه تکمیل شده در روسیه وجود دارد. یکپارچه‌سازان آن‌ها با افتخار گزارش می‌دهند که از طریق کاهش نور به صرفه‌جویی در انرژی دست یافته‌اند و بنابراین هزینه پروژه را پرداخت کرده‌اند.

تجربه ما نشان می دهد که همه چیز به این سادگی نیست.

در زیر جدولی را ارائه می‌دهم که بازپرداخت کاهش نور را بر حسب روبل در سال و ماه به ازای هر لامپ محاسبه می‌کند (شکل 6).

شکل 6. - محاسبه پس انداز از کم نور

این نشان می دهد که چند ساعت در روز چراغ ها به طور میانگین بر اساس ماه روشن هستند. ما معتقدیم که تقریباً 30 درصد از این زمان لامپ با قدرت 50 درصد و 30 درصد دیگر با قدرت 30 درصد می درخشد. بقیه با ظرفیت کامل است. به نزدیکترین دهم گرد می شود.
برای سادگی، من در نظر می‌گیرم که در حالت برق 50 درصد، نور نیمی از آنچه را که در 100 درصد انجام می‌دهد مصرف می‌کند. این نیز کمی نادرست است، زیرا مصرف درایور وجود دارد که ثابت است. آن ها پس انداز واقعی ما کمتر از جدول خواهد بود. اما برای سهولت درک، بگذارید اینطور باشد.

بیایید قیمت هر کیلووات برق را 5 روبل، میانگین قیمت برای اشخاص حقوقی، در نظر بگیریم.

در کل، در یک سال می توانید از 313 روبل تا 1409 روبل در یک لامپ صرفه جویی کنید. همانطور که می بینید، در دستگاه های کم مصرف این مزیت بسیار ناچیز است؛ با روشن کننده های قدرتمند جالب تر است.

در مورد هزینه ها چطور؟

افزایش قیمت هر چراغ قوه، هنگام اضافه کردن یک ماژول LoRaWAN به آن، حدود 5500 روبل است. در آنجا خود ماژول حدود 3000 است، به علاوه هزینه Nemo-Socket روی لامپ 1500 روبل دیگر است، به علاوه کار نصب و پیکربندی. من هنوز در نظر نمی گیرم که برای چنین لامپ هایی باید هزینه اشتراک را به صاحب شبکه پرداخت کنید.

به نظر می رسد که بازپرداخت سیستم در بهترین حالت (با قوی ترین لامپ) کمی کمتر از چهار سال است. بازپرداخت. برای مدت طولانی.

اما حتی در این مورد، همه چیز با هزینه اشتراک نفی می شود. و بدون آن، هزینه همچنان باید شامل حفظ شبکه LoRaWAN باشد، که همچنین ارزان نیست.

در کار اکیپ های اورژانس نیز صرفه جویی اندکی وجود دارد که اکنون کار خود را بسیار بهینه تر برنامه ریزی می کنند. اما او پس انداز نمی کند.

معلوم می شود که همه چیز بیهوده است؟

خیر در واقع، پاسخ صحیح در اینجا این است.

کنترل هر چراغ خیابان بخشی از یک شهر هوشمند است. بخشی که واقعاً باعث صرفه جویی در هزینه نمی شود و حتی برای آن باید کمی اضافی بپردازید. اما در عوض ما یک چیز مهم را دریافت می کنیم. در چنین معماری، ما بر روی هر قطب در شبانه روز قدرت تضمین شده ثابتی داریم. نه فقط در شب.

تقریباً هر ارائه دهنده ای با این مشکل مواجه شده است. باید وای فای را در میدان اصلی نصب کنیم. یا نظارت تصویری در پارک. دولت اجازه می دهد و حمایت ها را تخصیص می دهد. اما مشکل اینجاست که تیرهای روشنایی وجود دارد و برق فقط در شب در آنجا در دسترس است. ما باید کار دشواری انجام دهیم، نیروی اضافی را در امتداد تکیه گاه ها بکشیم، باتری ها و چیزهای عجیب دیگری را نصب کنیم.

در مورد کنترل هر فانوس، می توانیم به راحتی با فانوس چیز دیگری را به میله آویزان کنیم و آن را "هوشمند" کنیم.

و در اینجا مجدداً یک سؤال از اقتصاد و کاربرد وجود دارد. جایی در حومه شهر، SHUNO برای چشم کافی است. در مرکز ساخت چیزی پیچیده تر و قابل مدیریت تر منطقی است.

نکته اصلی این است که این محاسبات حاوی اعداد واقعی هستند و نه رویاهای مربوط به اینترنت اشیا.

PS در طول این سال توانستم با بسیاری از مهندسان فعال در صنعت روشنایی ارتباط برقرار کنم. و برخی به من ثابت کردند که هنوز در مدیریت هر لامپ یک اقتصاد وجود دارد. من آماده بحث هستم، محاسباتم داده شده است. اگر خلاف این را ثابت کنید حتما در موردش خواهم نوشت.

منبع: www.habr.com