Witajcie drodzy fani Internetu Rzeczy. W tym artykule chciałbym ponownie porozmawiać o mieszkalnictwie i usługach komunalnych oraz przeglądzie urządzeń pomiarowych.
Okresowo inny duży gracz telekomunikacyjny opowiada, jak szybko wejdzie na ten rynek i zmiażdży wszystkich pod sobą. Za każdym razem przy takich historiach myślę: „chłopaki, powodzenia!”
Nawet nie wiesz, dokąd idziesz.
Abyście mogli zrozumieć skalę problemu, opiszę pokrótce niewielką część naszych doświadczeń w tworzeniu platformy Smart City. Ta część, która jest odpowiedzialna za wysyłanie.
Ogólna idea i pierwsze trudności
Jeśli nie mówimy o indywidualnych urządzeniach pomiarowych, ale tych, które znajdują się w piwnicach, kotłowniach i przedsiębiorstwach, to większość z nich jest teraz wyposażona w wyjście telemetryczne. Rzadziej pulsujące, częściej - RS-485/232 lub Ethernet. Z reguły najbardziej „chlebowe” urządzenia dozujące to te, które uwzględniają ciepło. To za ich wysyłkę są gotowi zapłacić w pierwszej kolejności.
Omówiłem już szczegółowo w moim artykule na temat funkcji RS-485. Krótko mówiąc, jest to tylko interfejs danych. W rzeczywistości wymagania dotyczące impulsów elektrycznych i linii komunikacyjnych. Opis pakietów idzie o poziom wyżej, w standardzie przesyłania danych, który działa na szczycie RS-485. A co będzie w standardzie - jest na łasce producenta. Często Modbus, ale niekoniecznie. Nawet jeśli Modbus, nadal można go nieco zmodyfikować.
W rzeczywistości każde urządzenie pomiarowe potrzebuje własnego skryptu odpytywania, który może z nim „rozmawiać” i przesłuchiwać go. Oznacza to, że system dyspozytorski to zestaw skryptów dla każdego indywidualnego licznika. Baza danych, w której to wszystko jest przechowywane. I jakiś interfejs użytkownika, w którym może wygenerować potrzebny mu raport.
Wygląda na łatwe. Diabeł, jak zawsze, tkwi w szczegółach.
Zacznijmy od pierwszej części.
Skrypty
Jak je napisać? Cóż, oczywiście, kup licznik, otwórz go, naucz się z nim komunikować i zintegrować go we wspólną platformę.
Niestety to rozwiązanie pokryje tylko część naszych potrzeb. Z reguły popularny licznik ma kilka generacji, a skrypt dla każdej generacji może być inny. Czasem trochę, czasem dużo. Kupując coś, otrzymujesz najnowszą generację. Abonent z dużym prawdopodobieństwem będzie miał coś starszego. Nie jest już sprzedawany w sklepach. A abonent nie zmieni jednostki pomiarowej.
Stąd pierwszy problem. Pisanie takich skryptów to ciężka praca programistów i inżynierów „na ziemi”. Kupiliśmy najnowszą generację, napisaliśmy wstępny szablon, a następnie zmodyfikowaliśmy go na rzeczywistych urządzeniach. Nierealne jest robienie tego w laboratorium, tylko w trakcie pracy z abonentami na żywo.
Stworzenie takiego pakietu zajęło nam dużo czasu. Teraz algorytm został opracowany. Początkowe szablony były na bieżąco poprawiane i uzupełniane w zależności od tego, z czym spotykaliśmy się w naszej praktyce. Oczywiście subskrybent został ostrzeżony, jeśli nagle to jego licznik okazał się trochę „nie taki”. Kiedy pojawia się takie urządzenie, jest ono podłączane zgodnie ze standardowym schematem, a skrypt odpytywania jest modyfikowany po drodze. W okresie integracji abonent pracuje bezpłatnie. Zostaje powiadomiony, że nadal żyje w trybie testowym. Sam proces integracji jest rzeczą raczej nieprzewidywalną. Czasami trzeba wprowadzić minimum poprawek. Jest złożony proces ze zwiedzaniem obiektu, przerzucaniem literatury i konsekwentnym pokonywaniem grabi.
Zadanie nie jest łatwe, ale do rozwiązania. Rezultatem jest działający skrypt. Im większa biblioteka skryptów, tym łatwiej się żyje.
Drugi problem.
Karty połączeń technologicznych
Aby dać wyobrażenie o złożoności tej pracy, podam przykład. Weźmy niezwykle popularny ciepłomierz VKT-7.
Sama nazwa nic nam nie mówi. VKT-7 ma kilka rozwiązań sprzętowych. Jaki interfejs ma w środku?
Istnieją różne opcje. Może być wyjście w standardowym bloku DB-9 (jest to RS-232). Może tylko listwa zaciskowa ze stykami RS-485. Może nawet karta sieciowa z RJ-45 (w tym przypadku ModBus jest zapakowany w Ethernet).
A może w ogóle nic. Tylko goły metr. Można w nim zainstalować wyjście interfejsu, jest ono sprzedawane przez producenta osobno i kosztuje. Główny problem polega na tym, że aby go zainstalować, trzeba otworzyć licznik i zerwać plomby. Oznacza to, że organizacja dostarczająca zasoby jest włączona w ten proces. Zostaje powiadomiona, że plomby zostaną zerwane, wyznaczony jest dzień i nasz inżynier w obecności przedstawiciela pracowników zasobów dokonuje niezbędnych ulepszeń, po czym licznik zostaje ponownie zaplombowany.
W zależności od zainstalowanego interfejsu wykonywane są dalsze udoskonalenia. Na przykład zdecydowaliśmy się podłączyć miernik przewodowo. To najprostsza opcja, jeśli nasz przełącznik znajduje się w promieniu 100 metrów, to triki z LoRa są zbędne. Łatwiej jest z kablem do naszej sieci, do izolowanej sieci VLAN.
RS-485/232 wymaga konwertera na Ethernet. Wielu od razu zapamięta MOHA, ale jest drogie. Do naszych rozwiązań wybraliśmy tańsze chińskie rozwiązanie.
Jeśli wyjściem jest natychmiast Ethernet, to konwerter nie jest potrzebny.
Pytanie. Powiedzmy, że sami ustawiamy wyjście interfejsu. Czy możesz ułatwić sobie życie i natychmiast umieścić Ethernet wszędzie?
Nie zawsze jest to możliwe. Musimy przyjrzeć się wykonaniu ciała. Może nie mieć odpowiedniego otworu, aby interfejs stał tak, jak powinien. A lada, przypominam, jest w naszej piwnicy. Albo w kotłowni. Występuje wysoka wilgotność, nie można naruszyć szczelności. Zakończenie sprawy aktami to zły pomysł. Lepiej postawić na coś, co początkowo nie wymaga dużych przeróbek. Często - RS-485 to jedyne wyjście.
Dalej. Czy miernik jest podłączony do zasilania gwarantowanego? Jeśli nie, to żyje na bateriach. W tym trybie jest przeznaczony do ręcznego odpytywania raz w miesiącu przez trzy minuty. Ciągły dostęp do CGT-7 spowoduje wyczerpanie baterii. Musisz więc wyciągnąć gwarantowany zasilacz i zainstalować konwerter napięcia.
Dla każdego producenta mierników moduł zasilacza jest inny. Może to być jednostka zewnętrzna na szynie DIN lub wbudowany konwerter.
Okazuje się, że w naszym magazynie zawsze powinien znajdować się zestaw różnych interfejsów i modułów zasilających do każdego licznika. Tam zasięg jest imponujący.
Oczywiście wszystko to ostatecznie zostanie opłacone przez abonenta. Ale nie będzie czekał miesiąca, aż pojawi się odpowiednie urządzenie. I potrzebuje kosztorysu połączenia tu i teraz. Rezerwa technologiczna spada więc na nasze barki.
Wszystko, co opisałem, zamienia się w czytelną kartę połączenia technicznego, aby lokalni inżynierowie nie zastanawiali się, jakie zwierzę spotkali w sąsiedniej piwnicy i czego potrzebują, aby to zadziałało.
Mapa techniczna znajduje się obok ogólnego regulaminu przyłączeniowego. Przecież nie wystarczy włączyć licznika do naszej sieci, trzeba jeszcze wrzucić ten sam VLAN na port switcha, trzeba przeprowadzić diagnostykę, zrobić sondę testową. Staramy się maksymalnie zautomatyzować cały proces, aby uniknąć błędów i nie angażować zbędnych sił inżynierów.
Cóż, pisaliśmy mapy techniczne, regulaminy, automatykę. Skonfiguruj logistykę.
Gdzie jeszcze są ukryte pułapki?
Dane są odczytywane i wlewane do bazy danych.
Abonent z tych liczb nie jest gorący ani zimny. Potrzebuje raportu. Najlepiej w formie, do której jest przyzwyczajony. Jeszcze lepiej, jeśli od razu w formie zrozumiałego dla niego raportu, który może wydrukować, podpisać i złożyć. Oznacza to, że potrzebujesz prostego i zrozumiałego interfejsu, który pokazuje informacje o liczniku i może automatycznie generować raport.
Tutaj nasze zoo trwa. Faktem jest, że istnieje kilka form raportu. Zasadniczo odzwierciedlają to samo (zużyte ciepło), ale na różne sposoby.
Część abonentów podaje w wartościach bezwzględnych (czyli wartości wpisuje się w kolumnie zużycia ciepła począwszy od zamontowania licznika), ktoś w deltach (to wtedy zapisujemy zużycie za okres czasu bez odniesienia do wartości początkowych). W rzeczywistości nie stosują jednolitych standardów, ale ustaloną praktykę. Zdarzały się przypadki, gdy abonenci widzieli wszystkie potrzebne wartości (ilość zużytego ciepła, objętość dostarczonego i odprowadzonego chłodziwa, różnicę temperatur), ale kolumny w raporcie są w niewłaściwej kolejności.
Stąd kolejny krok – raport musi być konfigurowalny. Oznacza to, że subskrybent sam wybiera, co dzieje się w jakiej kolejności i jakie zasoby znajdują się w jego dokumencie.
Oto ciekawy punkt. Wszystko jest w porządku, jeśli nasz licznik jest zainstalowany poprawnie. Ale zdarza się, że organizacja instalacyjna podczas instalacji ITP pomieszała i nieprawidłowo ustawiła czas dla licznika. Widzieliśmy urządzenia, które myślą, że jest rok 2010. W naszym systemie będzie to wyglądało na zerowe odczyty dla bieżącej daty i realne zużycie, jeśli wybierzemy rok 2010. Tutaj z pomocą przychodzą delty. To znaczy, mówimy, że w ciągu ostatniego dnia tak wiele tykało.
Wydawałoby się, dlaczego takie trudności? Czy tak trudno jest zawieść zegar?
Właśnie z VKT-7 doprowadzi to do całkowitego zresetowania licznika i usunięcia z niego archiwów.
Abonent będzie zmuszony udowodnić zarządcom zasobów, że zainstalował ITP nie wczoraj, ale około pięć lat temu.
I na koniec wisienka na torcie.
certyfikacja
Mamy miernik, mamy raport. Pomiędzy nimi znajduje się nasz system, który generuje ten raport. Wierzysz jej?
Jestem tak. Ale jak udowodnić, że nic się w nas nie zmienia, że nie zniekształcamy znaczenia. To kwestia certyfikacji. System wyborczy musi posiadać certyfikat potwierdzający jego bezstronność. Podobny certyfikat mają wszystkie duże systemy, takie jak LERS, Ya Energetik i inne. My też go mamy, choć jest drogi i zajmuje dużo czasu.
Oczywiście zawsze można pójść na łatwiznę i kupić coś gotowego. Ale deweloper będzie musiał za to zapłacić. Deweloper może zażądać nie tylko opłaty za wstęp, ale także opłaty miesięcznej. Oznacza to, że będziemy zmuszeni podzielić się z nim częścią naszego tortu.
Dlaczego to wszystko?
Głównym problemem nie jest to. Opracowanie własnego systemu jest również bardzo kosztowne i wielokrotnie trudniejsze. Daje to jednak istotną zaletę. Doskonale rozumiemy, jak to działa. Łatwo go skalujemy, możemy modyfikować, jeśli nagle taka potrzeba się pojawi. Abonent otrzymuje pełniejszą usługę, a z naszej strony stuprocentową kontrolę nad procesem.
Dlatego wybraliśmy drugą drogę. Zainwestowaliśmy w nią rok życia naszych programistów i inżynierów terenowych. Ale teraz wyraźnie rozumiemy pracę całego łańcucha.
Patrząc wstecz, rozumiem, że bez zdobytej wiedzy po prostu nie mogłem poprawnie zinterpretować nienormalnego zachowania konkretnego licznika.
Dodatkowo na bazie systemu dyspozytorskiego można zbudować coś więcej. Alarmy przekroczenia zużycia, raport z wypadku. Wkrótce udostępnimy aplikację mobilną.
Poszliśmy jeszcze dalej i dodaliśmy do naszej platformy (inaczej inaczej tego nie można nazwać) możliwość przyjmowania próśb od mieszkańców, możliwość sterowania naszymi „inteligentnymi domofonami”, natychmiastowego sterowania oświetleniem ulicznym i jeszcze kilka projektów, które sam jeszcze o tym nie pisałem
Wszystko to jest złożone, łamiące mózg i długie. Ale wynik jest tego wart. Abonenci otrzymują gotowy kompleksowy produkt.
Każdy operator, który planuje wejść na rynek mieszkalnictwa i usług komunalnych, na pewno pójdzie tą drogą. Czy to przejdzie?
Oto pytanie. Tu nawet nie chodzi o pieniądze. Tak jak pisałem powyżej, potrzebne jest tutaj połączenie pracy w terenie z rozwojem. Nie wszyscy główni gracze są do tego przyzwyczajeni. Jeśli twoi programiści są w Moskwie, a połączenia są nawiązywane w Nowosybirsku, to twój czas na gotowy produkt jest znacznie rozciągnięty.
Czas pokaże, kto utrzyma się na tym rynku, a kto powie – no, poszedł do diabła! Ale jedno wiem na pewno, że nie uda się przyjść i przejąć udziału w rynku wyłącznie za pieniądze. Proces ten wymaga nieszablonowego podejścia, dobrych inżynierów, zagłębiania się w regulacje, komunikacji z zarządcami zasobów i subskrybentami, ciągłego identyfikowania i pokonywania rake'u.
PS W tym artykule celowo skupiłem się na ogrzewaniu i nie wspominam o elektryczności ani wodzie. Opisuję również połączenie kablowe. Jeśli mamy wyjście impulsowe, są pewne niuanse, takie jak obowiązkowe uzgodnienia po instalacji. Może się zdarzyć, że przewód nie może być dosięgnięty, wtedy używany jest LoRaWAN. Opisanie całej naszej platformy i etapów jej rozwoju w jednym artykule jest po prostu nierealne.
Źródło: www.habr.com