Skýringar frá IoT-veitu. Tækni og hagfræði LoRaWAN í borgarlýsingu

Í síðasta þætti...

Fyrir um ári síðan ég skrifaði um stjórnun borgarlýsingar í einni af borgum okkar. Þar var allt mjög einfalt: samkvæmt áætlun var kveikt og slökkt á straumnum til lampanna í gegnum SHUNO (ytri ljósastýriskápur). Það var gengi í SHUNO, eftir skipun hans var kveikt á ljósakeðjunni. Það eina athyglisverða er kannski að þetta var gert í gegnum LoRaWAN.

Eins og þið munið þá vorum við upphaflega byggð á SI-12 einingum (mynd 1) frá Vegagerðinni. Jafnvel á tilraunastigi lentum við strax í vandræðum.

Mynd 1. — Module SI-12

1. Við vorum háð LoRaWAN netinu. Alvarlegar truflanir í loftinu eða netþjónshrun og við eigum í vandræðum með borgarlýsingu. Ólíklegt, en mögulegt.
2. SI-12 hefur aðeins púlsinntak. Hægt er að tengja rafmagnsmæli við hann og lesa af honum straumlestur. En á stuttum tíma (5-10 mínútur) er ómögulegt að fylgjast með eyðslustökkinu sem verður eftir að ljósin eru kveikt. Hér að neðan mun ég útskýra hvers vegna þetta er mikilvægt.
3. Vandamálið er alvarlegra. SI-12 einingar héldu áfram að frjósa. Um það bil einu sinni á 20 aðgerðum. Í samvinnu við Vegagerðina reyndum við að útrýma orsökinni. Meðan á tilrauninni stóð voru gefin út tvö ný vélbúnaðareiningar og ný útgáfa af þjóninum, þar sem nokkur alvarleg vandamál voru lagfærð. Á endanum hættu einingarnar að hanga. Og samt fluttum við frá þeim.

Og nú...

Í augnablikinu höfum við byggt upp miklu lengra verkefni.

Það er byggt á IS-Industry einingum (mynd 2). Vélbúnaðurinn var þróaður af útvistaraðila okkar, vélbúnaðinn var skrifaður sjálfur. Þetta er mjög snjöll eining. Það fer eftir fastbúnaðinum sem er hlaðinn á það, það getur stjórnað lýsingu eða yfirheyrt mælitæki með miklu setti af breytum. Til dæmis hitamælar eða þriggja fasa rafmagnsmæla.
Nokkur orð um það sem hefur verið hrint í framkvæmd.

Mynd 2. — IS-Industry mát

1. Héðan í frá hefur IS-Industry sitt eigið minni. Með léttu fastbúnaðinum er svokölluðum aðferðum hlaðið inn í þetta minni lítillega. Í raun er þetta áætlun til að kveikja og slökkva á SHUNO í ákveðinn tíma. Við erum ekki lengur háð útvarpsrásinni þegar kveikt og slökkt er á henni. Inni í einingunni er stundaskrá sem virkar eftir hverju sem er. Hverri framkvæmd fylgir endilega skipun til þjónsins. Þjónninn verður að vita að ástandið okkar hefur breyst.

2. Sama eining getur yfirheyrt rafmagnsmælinn í SHUNO. Á klukkutíma fresti berast frá honum pakkar með eyðslu og heilan helling af breytum sem mælirinn getur framleitt.
En það er ekki málið. Tveimur mínútum eftir ástandsbreytinguna er óvenjuleg skipun send með tafarlausum teljaralesum. Af þeim getum við dæmt að ljósið hafi í raun kveikt eða slökkt. Eða eitthvað fór úrskeiðis. Viðmótið hefur tvær vísbendingar. Rofinn sýnir núverandi stöðu einingarinnar. Ljósaperan er bundin við fjarveru eða viðveru neyslu. Ef þessi ástand stangast á (slökkt er á einingunni, en neysla er í gangi og öfugt), þá er línan með SHUNO auðkennd með rauðu og viðvörun er búin til (Mynd 3). Um haustið hjálpaði slíkt kerfi okkur að finna stíflað ræsiraflið. Reyndar er vandamálið ekki okkar; einingin okkar virkaði rétt. En við vinnum að hagsmunum viðskiptavinarins. Þess vegna verða þeir að sýna honum öll slys sem geta valdið vandræðum með lýsingu.

Mynd 3. — Neysla stangast á við gengisástandið. Þess vegna er línan auðkennd með rauðu

Línurit eru smíðuð út frá klukkutímalestri.

Rökfræðin er sú sama og síðast. Við fylgjumst með því að kveikja á með því að auka raforkunotkun. Við fylgjumst með miðgildi neyslu. Neysla undir miðgildi þýðir að sum ljósanna hafa brunnið út, fyrir ofan það þýðir að verið er að stela rafmagni af staurnum.

3. Staðlaðir pakkar með upplýsingum um neyslu og að einingin sé í lagi. Þeir koma á mismunandi tímum og búa ekki til mannfjölda á lofti.

4. Eins og áður getum við þvingað SHUNO til að kveikja eða slökkva á hvenær sem er. Nauðsynlegt er til dæmis fyrir neyðarsveit að leita að útbrunnum lampa í keðju.

Slíkar endurbætur auka bilanaþol verulega.
Þetta stjórnunarlíkan er nú kannski það vinsælasta í Rússlandi.

Og einnig...

Við gengum lengra.

Staðreyndin er sú að þú getur alveg fjarlægst SHUNO í klassískum skilningi og stjórnað hverjum lampa fyrir sig.

Til að gera þetta er nauðsynlegt að vasaljósið styðji deyfingarreglur (0-10, DALI eða eitthvað annað) og sé með Nemo-innstungu.

Nemo-socket er venjulegt 7-pinna tengi (á mynd 4), sem er oft notað í götulýsingu. Rafmagns- og viðmótstenglar koma frá vasaljósinu í þetta tengi.

Mynd 4. — Nemo-innstunga

0-10 er vel þekkt ljósastýringaraðferð. Ekki lengur ungt, en vel sannað. Þökk sé skipunum sem nota þessa samskiptareglu, getum við ekki aðeins kveikt og slökkt á lampanum heldur einnig skipt í dimmuham. Einfaldlega sagt, deyfðu ljósin án þess að slökkva alveg á þeim. Við getum deyft það um ákveðið prósentugildi. 30 eða 70 eða 43.

Þetta virkar svona. Stýrieiningin okkar er sett ofan á Nemo-innstunguna. Þessi eining styður 0-10 samskiptareglur. Skipanir berast um LoRaWAN í gegnum útvarpsrás (mynd 5).

Mynd 5. — Vasaljós með stjórneiningu

Hvað getur þessi eining gert?

Hann getur kveikt og slökkt á lampanum, deyft hann í ákveðið magn. Og hann getur líka fylgst með eyðslu lampans. Ef um deyfingu er að ræða er samdráttur í straumnotkun.

Nú erum við ekki bara að rekja band af ljóskerum, við erum að stjórna og rekja ÖLL ljósker. Og auðvitað getum við fengið ákveðna villu fyrir hvert ljós.

Að auki geturðu flækt rökfræði aðferða verulega.

Td. Við segjum lampa nr. 5 að hann ætti að kveikja á 18-00, við 3-00 dimma um 50 prósent til 4-50, kveikja svo aftur á hundrað prósent og slökkva á 9-20. Allt þetta er auðveldlega stillt í viðmótinu okkar og er mótað í rekstrarstefnu sem er skiljanlegt fyrir lampann. Þessari stefnu er hlaðið upp á lampann og hún virkar samkvæmt henni þar til aðrar skipanir berast.

Eins og í tilviki einingarinnar fyrir SHUNO, höfum við engin vandamál með tap á útvarpssamskiptum. Jafnvel þótt eitthvað krítískt komi fyrir það mun lýsingin halda áfram að virka. Að auki er ekkert hlaup á lofti í augnablikinu þegar nauðsynlegt er að kveikja á, segjum, hundrað lampa. Við getum auðveldlega farið í kringum þau eitt af öðru, tekið lestur og aðlagað aðferðir. Að auki eru merkjapakkar stilltir með ákveðnu millibili sem gefa til kynna að tækið sé lifandi og tilbúið til samskipta.
Ótímabundinn aðgangur mun aðeins eiga sér stað í neyðartilvikum. Sem betur fer höfum við í þessu tilfelli þann munað að vera stöðugur matur og við höfum efni á C-flokki.

Mikilvæg spurning sem ég mun varpa fram aftur. Í hvert skipti sem við kynnum kerfið okkar spyrja þeir mig - hvað með myndaboðið? Er hægt að skrúfa ljósmyndagengi þarna?

Tæknilega séð eru engin vandamál. En allir viðskiptavinirnir sem við erum í samskiptum við neita afdráttarlaust að taka upplýsingar frá ljósmyndskynjurum. Þeir biðja þig um að starfa aðeins með áætlun og stjarnfræðilegum formúlum. Samt er borgarlýsing mikilvæg og mikilvæg.

Og nú er það mikilvægasta. Hagkerfi.

Að vinna með SHUNO í gegnum útvarpseiningu hefur skýra kosti og tiltölulega lágan kostnað. Eykur stjórn á ljósabúnaði og einfaldar viðhald. Hér er allt á hreinu og efnahagslegur ávinningur augljós.

En með stjórn á hverjum lampa verður það erfiðara og erfiðara.

Það eru nokkur sambærileg unnin verkefni í Rússlandi. Samþættingaraðilar þeirra segja stoltir frá því að þeir hafi náð orkusparnaði með deyfingu og þannig greitt fyrir verkefnið.

Reynsla okkar sýnir að ekki er allt svo einfalt.

Hér að neðan gef ég upp töflu sem reiknar út endurgreiðslu frá dimmu í rúblum á ári og í mánuðum á lampa (mynd 6).

Mynd 6. — Útreikningur á sparnaði við deyfingu

Það sýnir hversu margar klukkustundir á dag ljósin eru kveikt, að meðaltali eftir mánuðum. Við teljum að um það bil 30 prósent af þessum tíma skíni lampinn við 50 prósent afl og önnur 30 prósent við 30 prósent afl. Restin er á fullum afköstum. Námundað að næsta tíunda.
Til einföldunar tel ég að í 50 prósenta aflstillingu eyðir ljósið helmingi af því sem það gerir við 100 prósent. Þetta er líka svolítið rangt, því það er eyðsla hjá ökumönnum sem er stöðug. Þeir. Raunverulegur sparnaður okkar verður minni en í töflunni. En til að auðvelda skilning, látum það vera svo.

Tökum að verð á kílóvatt af rafmagni sé 5 rúblur, meðalverð fyrir lögaðila.

Alls á ári geturðu í raun sparað frá 313 rúblur til 1409 rúblur á einum lampa. Eins og þú sérð er ávinningurinn af litlum tækjum mjög lítill; með öflugum ljósum er það áhugaverðara.

Hvað með kostnaðinn?

Hækkun á verði hvers vasaljóss, þegar LoRaWAN mát er bætt við það, er um 5500 rúblur. Þar er einingin sjálf um 3000, auk kostnaður við Nemo-Socket á lampanum er önnur 1500 rúblur, auk uppsetningar- og stillingarvinnu. Ég tek enn ekki með í reikninginn að fyrir slíka lampa þarftu að greiða áskriftargjald til eiganda netsins.

Það kemur í ljós að endurgreiðsla kerfisins í besta falli (með öflugasta lampanum) er aðeins innan við fjögur ár. Endurgreiðsla. Í langan tíma.

En jafnvel í þessu tilfelli verður allt að engu með áskriftargjaldinu. Og án þess verður kostnaðurinn samt að fela í sér viðhald á LoRaWAN netinu, sem er heldur ekki ódýrt.

Einnig er lítill sparnaður í starfi neyðarsveita sem skipuleggja vinnu sína nú mun betur. En hún bjargar ekki.

Það kemur í ljós að allt er til einskis?

Nei. Reyndar er rétta svarið hér þetta.

Að stjórna öllum götuljósum er hluti af snjallborg. Sá hluti sem sparar í raun ekki peninga og sem þú þarft jafnvel að borga smá aukalega fyrir. En í staðinn fáum við mikilvægan hlut. Í slíkum arkitektúr höfum við stöðugt tryggt afl á hverjum stöng allan sólarhringinn. Ekki bara á kvöldin.

Næstum sérhver veitandi hefur lent í vandanum. Við þurfum að búa til Wi-Fi á aðaltorginu. Eða myndbandseftirlit í garðinum. Stjórnin gefur brautargengi og úthlutar styrkjum. En vandamálið er að það eru ljósastaurar og rafmagn er þar bara á nóttunni. Við verðum að gera eitthvað flókið, draga viðbótarafl meðfram burðunum, setja rafhlöður og annað skrítið.

Ef um er að ræða stjórn á hverri lukt getum við auðveldlega hengt eitthvað annað á stöngina með luktinu og gert það „snjallt“.

Og hér er aftur spurning um hagfræði og notagildi. Einhvers staðar í útjaðri borgarinnar er SHUNO nóg fyrir augun. Í miðjunni er skynsamlegt að byggja eitthvað flóknara og viðráðanlegra.

Aðalatriðið er að þessir útreikningar innihalda rauntölur en ekki drauma um Internet of Things.

PS Á þessu ári gat ég átt samskipti við marga verkfræðinga sem taka þátt í ljósaiðnaðinum. Og sumir sönnuðu fyrir mér að það er enn hagkvæmni í stjórnun hvers lampa. Ég er opinn fyrir umræðu, útreikningar mínir eru gefnir upp. Ef þú getur sannað annað mun ég örugglega skrifa um það.

Heimild: www.habr.com