物联网提供商的说明。 LoRaWAN技术在城市照明中的应用

在上一个系列中...

大约一年前,我写了一篇关于我们一个城市的城市照明管理的文章。 那里的一切都很简单:按照时间表,通过SHUNO(室外照明控制柜)打开和关闭灯的电源。 SHUNO中有一个继电器,在此继电​​器的作用下,一串灯打开了。 也许有趣的是,只有通过LoRaWAN才能完成。

您还记得,我们最初是基于Vega的SI-12模块(图1)构建的。 即使在试验阶段,我们也立即遇到问题。


图1.-SI-12模块

  1. 我们依赖LoRaWAN网络。 严重干扰空气或服务器崩溃,我们无法解决城市照明问题。 不太可能,但可能。
  2. SI-12仅具有脉冲输入。 您可以将电表连接到它并从中读取电流读数。 但是在短时间内(5-10分钟),不可能跟踪开灯后发生的消耗量跳跃。 下面我将解释为什么这很重要。
  3. 麻烦更严重了。 SI-12模块稳定挂起。 大约每20次运行一次。 我们与Vega合作,试图消除原因。 在试运行期间,发布了两个新的模块固件和一个新的服务器版本,它们修复了几个严重的问题。 最后,模块停止挂起。 但是我们离开了他们。

现在...

目前,我们已经建立了一个更高级的项目。

它基于IS-Industry模块(图2)。 Iron由我们的外包商开发,他们自己编写固件。 这是一个非常智能的模块。 根据加载的固件,它可以控制照明或通过大量参数查询计量设备。 例如,热量表或三相电表。
关于实现的几句话。


图2.-IS-Industry模块

1.从现在开始,IS-Industry有自己的记忆。 通过固件固件,可以将所谓的策略远程加载到此内存中。 实际上,这是打开/关闭SHUNO一定时间的时间表。 打开和关闭广播频道时,我们不再依赖于广播频道。 模块内部有一个计划表,根据该计划表可以进行任何计算。 每种做法都必然伴随着对服务器的命令。 服务器应该知道我们的状态已更改。

2.同一模块可以查询SHUNO中的电表。 每小时,他都会收到消耗量和电表可以产生的大量参数的数据包。
但这不是重点。 状态更改后两分钟,将发送一个非凡的命令,并带有即时计数器读数。 通过它们,我们可以判断灯光是否真的打开或关闭。 或出现问题。 界面中有两个指示灯。 开关显示模块的当前状态。 灯泡取决于是否存在消耗。 如果这些状态相互矛盾(模块已关闭,但电源已打开,反之亦然),则带有SHUNO的行将以红色突出显示,并生成警报(图3)。 在秋天,这种系统帮助我们找到了被卡住的继电器起动器。 实际上,问题不在于我们,我们的模块正常工作。 但是我们为了客户的利益而工作。 因此,他们应该告诉他任何可能导致照明问题的事故。


图3.-消耗与继电器状态矛盾。 因此,该行以红色突出显示

根据每小时的读数,将构建图表。

逻辑与上次相同。 我们监视包括增加的电力消耗的事实。 跟踪中位数消费。 低于中间值的消耗量(部分灯被烧坏,高于中间值)会从支柱中窃取电能。

3.常规包装,其中包含有关消耗量的信息以及该模块是否正常。 它们在不同的时间出现,不会在空中产生暗恋。

4.和以前一样,我们可以随时强制打开或关闭SHUNO。 例如,有必要由急救小组搜索链条中烧坏的灯笼。

有时,此类改进会提高容错能力。
现在,这种管理模式可能是俄罗斯最需要的。

还有...

我们走得更远。

事实是,您通常可以摆脱传统意义上的ShUNO,并分别控制每个灯。

为此,手电筒必须支持调光协议(0-10,DALI或其他),并具有Nemo插槽。

Nemo-socket是标准的7针连接器(图4中),通常用于路灯。 电源和接口触点从手电筒输出到此连接器。


图4.-Nemo插槽

0-10是众所周知的照明控制协议。 已经不是年轻,但是已经建立了。 借助此协议的命令,我们不仅可以打开或关闭灯泡,还可以将其置于调光模式。 简而言之,将灯光调暗而不完全关闭。 我们可以按百分比静音某个值。 30或70或43。

它是这样的。 在Nemo插槽的顶部,安装了我们的控制模块。 该模块支持0-10协议。 团队通过无线电通道通过LoRaWAN(图5)。


图5.-带控制模块的手电筒

该模块可以做什么?

他知道如何打开和关闭灯,将其调暗一定程度。 而且他知道如何跟踪灯的消耗。 在调光的情况下,观察到电流消耗下降。

现在,我们不仅在跟踪一串灯笼,还管理和跟踪每一个灯笼。 而且,当然,对于每盏灯,我们都会得到一定的误差。

此外,您可以使策略的逻辑大大复杂化。

举个例子 我们通知5号灯,它应该在18-00时点亮,在3-00时变暗50%至4-50,然后再次打开100%,然后在9-20时熄灭。 所有这些都可以在我们的界面中轻松配置,并形成了灯泡可以理解的工作策略。 将此策略倒在灯上,并一直使用到其他团队到达。

与用于SHUNO的模块一样,我们在无线通信方面没有任何问题。 即使发生紧急情况,照明仍将继续工作。 另外,当您需要点亮例如一百盏灯时,空气不会被挤压。 我们可以安全地绕过他们,轮流阅读和调整策略。 另外,以一定的周期性配置设备处于活动状态并准备通信的信号包。
计划外的处理只会在发生事故的情况下发生。 幸运的是,在这种情况下,我们拥有不变的食物之类的奢侈品,并且我们负担得起C级。

我将再次提出一个重要问题。 每当我们展示系统时,他们都会问我-光电继电器怎么样? 光电管可以拧在那里吗?

纯粹从技术上讲-没有问题。 但是现在与我们交谈的所有客户都明确拒绝从光电传感器获取信息。 要求仅使用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,成本相对较低。 增强了对照明设备的控制并简化了维护。 这里的一切都很清楚,经济效益也很明显。

但是在每个灯的控制下,一切都变得更加复杂。

俄罗斯有几个类似的实施项目。 他们的集成商自豪地报告说,由于调光,他们设法实现了节能,从而收回了该项目。

我们的经验表明,并非一切都那么简单。

下面我给出了一张表格,该表格计算了一盏灯每年(以卢布)和几个月(以月为单位)的调光收益(图6)。


图6.-调光节省的计算

它显示每天照明多少小时,平均数月。 我们相信,在这种情况下,大约30%的时间,灯泡以50%的功率发光,另外30%的功率为30%。 其余的都全力以赴。 四舍五入到十分之一。
为简单起见,我相信在50%功率模式下,灯泡的功耗是100%功耗的一半。 这也是一个小错误,因为驱动程序的消耗是恒定的。 即 实际节省的钱要少于表格中的钱。 但是为了简单起见,就这样吧。

我们将把每千瓦的电价定为法人实体的平均价格5卢布。

总共,一盏灯一年,实际上可以节省313卢布到1409卢布。 如您所见,在低功率设备上,好处很小,而功能强大的照明器更有趣。

费用呢?

当向其中添加LoRaWAN模块时,每盏灯的价格上涨约为5500卢布。 在那里,模块本身约为3,000,加上灯泡上Nemo插座的成本为1,500卢布,再加上安装和配置工作。 我仍然没有考虑到对于这种灯,有必要向网络所有者支付月租费。

事实证明,该系统的投资回报最多(用最强大的灯泡)不到四年。 投资回报。 好久不见

但是即使在这种情况下,所有费用都将被月费取消。 如果没有它,维护LoRaWAN网络的成本仍将是必需的,而且价格也不便宜。

紧急救援人员的工作仍然有少量节省,他们现在计划工作得更好。 但是她不会保存。

原来,都是徒劳的吗?

不行 实际上,这里的正确答案是这样。

管理每个灯笼是智慧城市的一部分。 无法直接保存的部分,您甚至需要为此多付一些钱。 但是作为回报,我们得到了一件重要的事情。 在这种架构中,我们全天候在每个支柱上提供稳定的食物。 不只是在晚上。

几乎每个提供商都面临一个问题。 我们需要在主广场做Wi-Fi。 或在公园内进行视频监控。 主管部门批准并提供支持。 但是麻烦是-电线杆和电只在晚上出现。 我们必须明智,沿支架拉动额外的动力,放电池和其他奇怪的东西。

在控制每个灯的情况下,我们可以用灯将其他物体平稳地悬挂在灯杆上,使其“智能”。

这里又是经济学和适用性的问题。 在城市后面的某个地方,SHUNO足以吸引眼睛。 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,在这些计算中应该指出实数,而不是关于物联网的梦想。

PS今年,我设法与许多从事照明领域的工程师进行了交谈。 有些人向我辩解说,每盏灯的管理仍然很经济。 我愿意讨论,给出了我的计算结果。 如果你能证明相反的话,我会写它。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN483790/


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