在最后一集中...
大约一年前我 关于管理我们一个城市的城市照明。 那里的一切都非常简单：根据时间表，通过 SHUNO（外部照明控制柜）打开和关闭灯具的电源。 SHUNO 中有一个继电器，根据它的命令，灯链就会打开。 也许唯一有趣的是这是通过 LoRaWAN 完成的。
您还记得，我们最初是基于 Vega 公司的 SI-12 模块（图 1）构建的。 即使在试点阶段，我们也立即遇到了问题。
图 1. — 模块 SI-12
- 我们依赖于LoRaWAN网络。严重的干扰或网络中断都会导致网络瘫痪。 伺服器 我们城市照明也存在问题。虽然不太可能，但并非完全不可能。
- SI-12 只有一个脉冲输入。 您可以将电表连接到它并从中读取当前读数。 但在短时间内（5-10 分钟），不可能跟踪开灯后发生的消耗跳跃。 下面我将解释为什么这很重要。
- 问题更严重了。 SI-12 模块一直冻结。 大约每 20 次操作一次。 我们与 Vega 一起尝试消除这个原因。 在试点期间，发布了两个新的模块固件和新版本的服务器，修复了一些严重的问题。 最后，模块不再挂起。 然而我们却远离了他们。
现在...
目前我们已经建立了一个更先进的项目。
它基于 IS-Industry 模块（图 2）。 硬件是我们外包商开发的，固件是我们自己编写的。 这是一个非常智能的模块。 根据加载到其上的固件，它可以控制照明或询问具有大量参数的计量设备。 例如热量表或三相电表。
简单介绍一下已实施的内容。
图 2. — IS-Industry 模块
1、从现在起，IS-Industry有了自己的记忆。 通过轻型固件，所谓的策略被远程加载到该存储器中。 本质上，这是在一段时间内打开和关闭 SHUNO 的时间表。 我们不再依赖无线电频道来打开和关闭它。 模块内部有一个时间表，无论发生什么事情，它都会按照该时间表进行工作。 每次执行都必然伴随着对服务器的命令。 服务器必须知道我们的状态已经改变。
2.同一模块可以查询SHUNO中的电表。 每小时都会从它那里收到包含消耗量和仪表可以产生的一大堆参数的数据包。
但这不是重点。 状态改变两分钟后，会发送一条带有瞬时计数器读数的特殊命令。 从它们我们可以判断灯实际上是打开还是关闭的。 或者出了什么问题。 该界面有两个指示灯。 开关显示模块的当前状态。 灯泡与消耗的存在或不存在有关。 如果这些状态相互矛盾（模块关闭，但消耗正在进行，反之亦然），则带有 SHUNO 的行将以红色突出显示，并创建警报（图 3）。 秋天，这样的系统帮助我们找到了堵塞的启动继电器。 事实上，问题不是我们的；我们的模块工作正常。 但我们的工作是为了客户的利益。 因此，他们必须向他展示任何可能导致照明问题的事故。
图 3. — 消耗与继电器状态相矛盾。 这就是为什么该行以红色突出显示的原因
图表是根据每小时读数构建的。
逻辑和上次一样。 我们通过增加电力消耗来监控开机情况。 我们跟踪消费中位数。 消耗量低于中值意味着一些灯已经烧坏，高于中值意味着电力正在从电线杆上被盗。
3. 标准包，包含有关消耗信息以及模块是否正常的信息。 他们在不同的时间出现，不会在广播中造成人群拥挤。
4. 和以前一样，我们可以随时强制SHUNO打开或关闭。 例如，紧急救援人员有必要在链条中寻找烧毁的灯。
这些改进显着提高了容错能力。
这种管理模式现在可能是俄罗斯最流行的。
并且...
我们又走得更远了。
事实上，您可以完全摆脱古典意义上的 SHUNO 并单独控制每盏灯。
为此，手电筒必须支持调光协议（0-10、DALI 或其他协议）并具有 Nemo 插座连接器。
Nemo 插座是标准 7 针连接器（如图 4 所示），常用于街道照明。 电源和接口触点从手电筒输出到该连接器。
图 4. — Nemo 插座
0-10是众所周知的灯光控制协议。 不再年轻，但已经证明了。 由于使用此协议的命令，我们不仅可以打开和关闭灯，还可以将其切换到调光模式。 简而言之，将灯光调暗而不完全关闭。 我们可以将其调暗一定的百分比值。 30 或 70 或 43。
它的工作原理是这样的。 我们的控制模块安装在 Nemo 插座的顶部。 该模块支持0-10协议。 命令通过无线电信道通过 LoRaWAN 到达（图 5）。
图 5. — 带控制模块的手电筒
这个模块能做什么？
他可以打开和关闭灯，将其调暗到一定程度。 他还可以跟踪灯的消耗情况。 在调光的情况下，电流消耗会下降。
现在，我们不仅仅是跟踪一串灯笼，我们还管理和跟踪每个灯笼。 当然，对于每个灯，我们都会得到一定的误差。
此外，您还可以使策略的逻辑变得非常复杂。
例如。 我们告诉 5 号灯，它应该在 18-00 点打开，在 3-00 点调暗 50% 到 4-50 点，然后再次以 9% 的速度打开，并在 20-XNUMX 点关闭。 所有这些都可以在我们的界面中轻松配置，并形成灯可以理解的操作策略。 该策略被上传到灯并根据它工作，直到其他命令到达。
与 SHUNO 模块的情况一样，我们没有遇到无线电通信丢失的问题。 即使发生紧急情况，照明也会继续工作。 此外，当需要点亮一百盏灯时，空气中也不会出现急促的情况。 我们可以轻松地一一浏览它们，进行阅读并调整策略。 此外，以一定的间隔配置信令数据包，指示设备处于活动状态并准备好进行通信。
仅在紧急情况下才会发生计划外访问。 幸运的是，在这种情况下，我们有源源不断的食物，而且我们可以负担得起 C 级。
我将再次提出一个重要问题。 每次我们展示我们的系统时，他们都会问我——照片中继怎么样？ 光继电器可以拧在那里吗？
单纯从技术上来说，是没有问题的。 但我们目前与之沟通的所有客户都断然拒绝从光电传感器获取信息。 他们要求你只按照时间表和天文公式进行操作。 尽管如此，城市照明仍然至关重要。
现在最重要的是。 经济。
通过无线电模块与 SHUNO 合作具有明显的优势和相对较低的成本。 增强对灯具的控制并简化维护。 这里一切都清楚了，经济效益也是显而易见的。
但随着每盏灯的控制，它变得越来越困难。
俄罗斯还有几个类似的已完成项目。 他们的集成商自豪地报告说，他们通过调光实现了节能，从而支付了该项目的费用。
我们的经验表明，并非一切都那么简单。
下面我提供了一个表格，以每年卢布和每盏灯的月数计算调光的投资回报（图 6）。
图 6.——调光节省的计算
它显示每天灯亮的小时数（按月平均）。 我们认为，大约 30% 的时间灯以 50% 的功率发光，另外 30% 的时间以 30% 的功率发光。 其余部分已满负荷运转。 四舍五入到最接近的十分之一。
为简单起见，我认为在 50% 功率模式下，灯的消耗量是 100% 功率模式下的一半。 这也有点不正确，因为存在驱动消耗，这是恒定的。 那些。 我们的实际节省将少于表中的金额。 但为了便于理解，就这样吧。
我们假设每千瓦电的价格为 5 卢布，即法人的平均价格。
总的来说，一年内购买一盏灯实际上可以节省 313 卢布到 1409 卢布。 正如您所看到的，在低功耗设备上，好处非常小；而在强大的照明器上，它会更有趣。
费用呢？
添加 LoRaWAN 模块后，每个手电筒的价格上涨约 5500 卢布。 模块本身大约是 3000 卢布，加上灯上的 Nemo-Socket 的成本是另外 1500 卢布，再加上安装和配置工作。 我还没有考虑到，对于此类灯，您必须向网络所有者支付订阅费。
事实证明，在最好的情况下（使用最强大的灯）系统的投资回收期略低于四年。 回报。 许久。
但即便如此，一切都会被订阅费所否定。 如果没有它，成本仍然需要包括维护 LoRaWAN 网络，这也不便宜。
应急人员的工作也得到了少量节省，他们现在可以更优化地规划自己的工作。 但她不会救。
原来一切都是徒劳？
不。 事实上，这里的正确答案是这样的。
控制每一盏路灯是智慧城市的一部分。 这部分并不能真正省钱，甚至还需要额外支付一点钱。 但作为回报，我们得到了一件重要的东西。 在这样的架构中，我们可以全天候保证每个杆上的持续供电。 不只是在晚上。
几乎每个供应商都遇到过这个问题。 我们需要在主广场安装无线网络。 或者公园里的视频监控。 政府给予批准并分配支持。 但问题是那里有灯杆，只有晚上才有电。 我们必须做一些棘手的事情，沿着支架拉动额外的电力，安装电池和其他奇怪的事情。
在控制每个灯笼的情况下，我们可以很容易地在灯笼的杆子上挂上别的东西，让它变得“聪明”。
这又是一个经济性和适用性的问题。 在城市郊区的某个地方，SHUNO就足够让人眼前一亮了。 在中心，构建更复杂、更易于管理的东西是有意义的。
最主要的是这些计算包含的是实数，而不是物联网的梦想。
PS 这一年来，我与很多从事照明行业的工程师进行了交流。 还有一些向我证明，每盏灯的管理还是有经济性的。 我愿意讨论，给出了我的计算。 如果你能证明不是这样，我一定会写下来。
来源： habr.com
