在最後一集中...
大約一年前我 關於管理我們一個城市的城市照明。那裡的一切都非常簡單：根據時間表，透過 SHUNO（外部照明控制櫃）打開和關閉燈具的電源。 SHUNO 中有一個繼電器，根據它的命令，燈鏈就會打開。也許唯一有趣的是這是透過 LoRaWAN 完成的。
您還記得，我們最初是基於 Vega 公司的 SI-12 模組（圖 1）構建的。即使在試點階段，我們也立即遇到了問題。
圖 1. — 模組 SI-12
- 我們依賴 LoRaWAN 網路。空中嚴重干擾或伺服器崩潰，我們的城市照明出現問題。不太可能，但有可能。
- SI-12 只有一個脈衝輸入。您可以將電錶連接到它並從中讀取當前讀數。但在短時間內（5-10 分鐘），不可能追蹤開燈後發生的消耗跳躍。下面我將解釋為什麼這很重要。
- 問題更嚴重了。 SI-12 模組一直凍結。大約每 20 次操作一次。我們與 Vega 一起嘗試消除這個原因。在試點期間，發布了兩個新的模組韌體和新版本的伺服器，修復了一些嚴重的問題。最後，模組不再掛起。然而我們卻遠離了他們。
現在...
目前我們已經建立了一個更先進的專案。
它基於 IS-Industry 模組（圖 2）。硬體是我們外包商開發的，韌體是我們自己寫的。這是一個非常聰明的模組。根據加載到其上的固件，它可以控制照明或詢問具有大量參數的計量設備。例如熱量表或三相電錶。
簡單介紹一下已實施的內容。
圖 2. — IS-Industry 模組
1.從現在起，IS-Industry有了自己的記憶。透過輕型固件，所謂的策略被遠端載入到該記憶體。本質上，這是在一段時間內打開和關閉 SHUNO 的時間表。我們不再依賴無線電頻道來打開和關閉它。模組內部有一個時間表，無論發生什麼事情，它都會按照該時間表進行工作。每次執行都必然伴隨著對伺服器的命令。伺服器必須知道我們的狀態已經改變。
2.同一模組可以查詢SHUNO中的電錶。每小時都會從它那裡收到包含消耗量和儀表可以產生的一大堆參數的資料包。
但這不是重點。狀態改變兩分鐘後，會發送一條帶有瞬時計數器讀數的特殊命令。從它們我們可以判斷燈實際上是打開還是關閉的。或是出了什麼問題。此介面有兩個指示燈。開關顯示模組的目前狀態。燈泡與消耗的存在或不存在有關。如果這些狀態相互矛盾（模組關閉，但消耗正在進行，反之亦然），則帶有 SHUNO 的行將以紅色突出顯示，並建立警報（圖 3）。秋天，這樣的系統幫助我們找到了堵塞的啟動繼電器。事實上，問題不是我們的；我們的模組工作正常。但我們的工作是為了客戶的利益。因此，他們必須向他展示任何可能導致照明問題的事故。
圖 3. — 消耗與繼電器狀態相矛盾。這就是為什麼該行以紅色突出顯示的原因
圖表是根據每小時讀數建立的。
邏輯和上次一樣。我們透過增加電力消耗來監控開機情況。我們追蹤消費中位數。消耗量低於中位數意味著一些燈已經燒壞，高於中位數意味著電力正在從電線桿上被盜。
3. 標準包，包含消耗資訊以及模組是否正常的資訊。他們在不同的時間出現，不會在廣播中造成人群擁擠。
4. 和以前一樣，我們可以隨時強制SHUNO開啟或關閉。例如，緊急救援人員有必要在鏈條中尋找燒毀的燈。
這些改進顯著提高了容錯能力。
這種管理模式現在可能是俄羅斯最受歡迎的。
並且...
我們又走得更遠了。
事實上，您可以完全擺脫古典意義上的 SHUNO 並單獨控制每盞燈。
為此，手電筒必須支援調光協定（0-10、DALI 或其他協定）並具有 Nemo 插座連接器。
Nemo 插座是標準 7 針連接器（如圖 4 所示），常用於街道照明。電源和介面觸點從手電筒輸出到該連接器。
圖 4. — Nemo 插座
0-10是眾所周知的燈光控制協議。不再年輕，但已經證明了。由於使用此協定的命令，我們不僅可以打開和關閉燈，還可以將其切換到調光模式。簡而言之，將燈光調暗而不完全關閉。我們可以將其調暗一定的百分比值。 30 或 70 或 43。
它的工作原理是這樣的。我們的控制模組安裝在 Nemo 插座的頂部。本模組支援0-10協定。命令經由無線電頻道經由 LoRaWAN 到達（圖 5）。
圖 5. — 附控制模組的手電筒
這個模組能做什麼？
他可以打開和關閉燈，將其調暗到一定程度。他還可以追蹤燈的消耗情況。在調光的情況下，電流消耗會下降。
現在，我們不僅僅是追蹤一串燈籠，我們還管理和追蹤每個燈籠。當然，對於每個燈，我們都會得到一定的誤差。
此外，您還可以使策略的邏輯變得非常複雜。
例如。我們告訴 5 號燈，它應該在 18-00 點打開，在 3-00 點調暗 50% 到 4-50 點，然後再次以 9% 打開，並在 20-XNUMX 點關閉。所有這些都可以在我們的介面中輕鬆配置，並形成燈可以理解的操作策略。該策略被上傳到燈並根據它工作，直到其他命令到達。
與 SHUNO 模組的情況一樣，我們沒有遇到無線電通訊遺失的問題。即使發生緊急情況，照明也會繼續工作。此外，當需要點亮一百盞燈時，空氣中也不會出現急促的情況。我們可以輕鬆地一一瀏覽它們，進行閱讀並調整策略。此外，以一定的間隔配置訊號資料包，指示設備處於活動狀態並準備好進行通訊。
僅在緊急情況下才會發生計劃外訪問。幸運的是，在這種情況下，我們有源源不絕的食物，而且我們可以負擔得起 C 級。
我將再次提出一個重要問題。每次我們展示我們的系統時，他們都會問我——照片中繼怎麼樣？光繼電器可以擰在那裡嗎？
單純從技術上來說，是沒有問題的。但我們目前與之溝通的所有客戶都斷然拒絕從光電感測器獲取資訊。他們要求你只按照時間表和天文公式進行操作。儘管如此，城市照明仍然至關重要。
現在最重要的是。經濟。
透過無線電模組與 SHUNO 合作具有明顯的優勢和相對較低的成本。增強對燈具的控制並簡化維護。這裡一切都清楚了，經濟效益也是顯而易見的。
但隨著每盞燈的控制，它變得越來越困難。
俄羅斯還有幾個類似的已完成計畫。他們的整合商自豪地報告說，他們透過調光實現了節能，從而支付了該專案的費用。
我們的經驗表明，並非一切都那麼簡單。
下面我提供了一個表格，以每年盧布和每盞燈的月數計算調光的投資回報（圖 6）。
圖 6.——調光節省的計算
它顯示每天燈亮的小時數（按月平均）。我們認為，大約 30% 的時間燈以 50% 的功率發光，另外 30% 的時間以 30% 的功率發光。其餘部分已滿載運轉。四捨五入到最接近的十分之一。
為簡單起見，我認為在 50% 功率模式下，燈的消耗量是 100% 功率模式的一半。這也有點不正確，因為有驅動消耗，這是恆定的。那些。我們的實際節省將少於表中的金額。但為了方便理解，就這樣吧。
我們假設每千瓦電的價格為 5 盧布，即法人的平均價格。
總的來說，一年內購買一盞燈實際上可以節省 313 盧佈到 1409 盧布。正如您所看到的，在低功耗設備上，好處非常小；使用強大的照明器，它會更有趣。
費用呢？
添加 LoRaWAN 模組後，每個手電筒的價格上漲約 5500 盧布。模組本身大約是 3000 盧布，加上燈上的 Nemo-Socket 的成本是另外 1500 盧布，再加上安裝和配置工作。我還沒有考慮到，對於此類燈，您必須向網路所有者支付訂閱費。
事實證明，在最好的情況下（使用最強大的燈）系統的投資回收期略低於四年。回報。許久。
但即便如此，一切都會被訂閱費用所否定。如果沒有它，成本仍然需要包括維護 LoRaWAN 網絡，這也不便宜。
應急人員的工作也得到了少量節省，他們現在可以更優化地規劃自己的工作。但她不會救。
原來一切都是徒勞？
不。事實上，這裡的正確答案是這樣的。
控制每一盞路燈是智慧城市的一部分。這部分並不能真正省錢，甚至還需要額外支付一點錢。但作為回報，我們得到了一件重要的事。在這樣的架構中，我們可以全天候保證每支桿上的持續供電。不只是在晚上。
幾乎每個供應商都遇到過這個問題。我們需要在主廣場安裝無線網路。或是公園裡的視訊監控。政府給予批准並分配支持。但問題是那裡有燈桿，只有晚上才有電。我們必須做一些棘手的事情，沿著支架拉動額外的電力，安裝電池和其他奇怪的事情。
在控制每個燈籠的情況下，我們可以輕易地在燈籠的桿子上掛上別的東西，讓它變得「聰明」。
這又是一個經濟性和適用性的問題。在城市郊區的某個地方，SHUNO就夠讓人眼前一亮了。在中心，建立更複雜、更易於管理的東西是有意義的。
最主要的是這些運算包含的是實數，而不是物聯網的夢想。
PS 這一年來，我與許多從事照明行業的工程師進行了交流。還有一些向我證明，每盞燈的管理還是有經濟性的。我願意討論，給了我的計算。如果你能證明不是這樣，我一定會寫下來。
來源： www.habr.com