Сделать проект для коммерческой организации проще, чем для государственной. За последние полтора года мы реализовали более двадцати задач по LoRa, но эту запомним надолго. Потому что здесь пришлось работать с консервативной системой.
В статье расскажу, как мы упростили управление городским освещением и сделали его более точным в привязке к световому дню. Похвалю нас и поругаю отечественную самобытность. Также поделюсь, почему мы отказались от проводов в пользу радиосети и как в мире появился еще один безработный инженер.
Сначала расскажу, что мы сделали. Потом — как мы это делали и какие преодолевали трудности.
Мы создали умную систему управления городским освещением в областном городе. Она работает через LoRaWAN. На радиомодуль направляются команды на включение и выключение света. Мы использовали устройства класса С, потому что у системы есть постоянное питание.
На всякий случай напомню, что радиомодуль класса С перманентно находится в эфире в ожидании команды сервера.
У нас есть расписание отправки команд и механизм оповещения об ошибках. А еще есть проверка работоспособности самого радиомодуля.
Вот и все. Тут могут возникнуть вопросы: а что такого революционного вы сделали? Городские фонари и без вас работали: вечером загорались, а утром — гасли. В чем ценность проекта?
Встречный вопрос: замечали ли вы, что городское освещение включается не всегда вовремя? На улице может быть достаточно темно, а фонари не горят. Особенно заметно это в переходные периоды, когда световой день активно убывает или прибывает. В Уральском регионе это ощутимо в октябре-ноябре.
Так мы плавно переходим к трудностям и особенностям проекта.
Наш опыт, или как улучшить управление городским освещением
Заказчик — государственная организация.
Система управления освещением работает по принципу цепочки. Это когда есть столбы-фонари с общим питанием. Таких столбов в одной цепи может быть от нескольких штук до нескольких десятков. Это зависит от масштаба участка.
Каждая цепь имеет свой управляющий шкаф, в нем установлен электросчетчик и реле включения — выключения с основным питанием. Фотографию шкафа приложить не могу, потому что заказчик запретил его показывать. Честно, выглядит он так себе.
В дневное время на столбах нет питания. Поэтому установить на каждый фонарь датчик освещенности или персональное реле нельзя.
Итого: у нас устаревшая система включения городского освещения цепочкой, которую нужно улучшить и «осовременить».
Вот очевидные минусы такой системы:
1) Для регулирования времени включения — выключения фонарей используется таймер.
Но устройство не успевает за световым днем. Инженер подводит его вручную. Делает он это не ежедневно, а с заданной периодичностью. Соответственно, всегда есть погрешность.
2) В такой системе нет оповещения о поломках. Что-то пошло не так, а заказчик не получил оперативного сообщения. И это очень критично. Потому что за такие нарушения можно получить весомый штраф и наказание. Все-таки вопрос городского масштаба.
3) Нет автоматической коррекции расхода энергии в привязке к световому дню. Отсюда ситуации, когда на улице уже темно, а фонари не горят.
4) Нет информации об аномальном расходе энергии с указанием участка.
Кто-то подключился к фонарю, ворует энергию, а заказчик этого не видит. К слову, такие прецеденты часто происходят в областных городах с частной застройкой.
С государственным заказчиком разговаривать сложно. Потому что он уже привык к системе, которая вроде бы работает, но хотелось бы лучше. При этом надо сделать так, чтобы этим было легко управлять и с этим справились бы местные умельцы. Не приглашать же каждый раз специалистов из областного центра.
И еще — это должно быть дешево и надолго.
Что мы сделали:
1) Вместо проводов использовали радиосеть. Это позволило нам уложиться в бюджет и сделать систему универсальной.
Управляющий шкаф может находиться в центре промзоны или на въезде в город — тянуть до него провод дорого и сложно, и не всегда возможно. Радиосеть же прекрасно справляется с задачами, работает стабильно и для заказчика она дешевле.
2) Для управления системой мы использовали радиомодули СИ-12 от Веги. У них есть управляющие контакты, на которые мы посадили реле подачи питания.
3) Прикрутили опрос на электросчетчик в ящике. Есть потребление — фонари горят, нет потребления — они выключены.
Опрос дает информацию о правильной отработке реле питания. Если его заклинит, мы это увидим.
4) Рассчитали средний расход — медиану потребления. Для этого у нас были технические параметры и число пользователей.
Так мы смогли получить информацию об аномалиях. Если расход ниже среднего, значит часть фонарей перегорела. Если он выше среднего, значит кто-то подключился �� сети и ворует электричество.
5) Сделали интерфейс для управления освещением. Пока он «сырой», мы его тестируем и скорее всего доработаем.
В интерфейсе можно:
1. Добавлять оборудование типа «управляющий шкаф» с конкретным адресом
2. Видеть состояние шкафа (включено — выключено)
3. Назначать для него расписание
4. Привязывать к шкафу электросчетчик
5. Вручную включать — выключать систему освещения.
Это нужно при ремонте. Инженеры работают днем, а фонари по расписанию в это время выключены. Но диспетчер сможет их включить с пульта. Нарушать коммутацию и лезть в шкаф в этом случае не придется.
6. Увидеть логи конкретного шкафа. В них — данные по включению и выключению, типу (по расписанию или вручную), состоянию операций.
Теперь у заказчика нет необходимости отправлять инженера для ручной подводки таймера. Мы улучшили управление системой, сделали ее проще, стабильнее и понятнее. Чем теперь будет заниматься инженер — честно, не знаем. Но надеемся, что ему найдут более серьезные задачи.
На текущий момент система в тесте. Поэтому буду признателен за дельные советы и вопросы.
Мы будем продолжать работу над проектом. Есть мысли поставить в шкафы полноценные контроллеры. Расписание будет залито им в память, поэтому управлять освещением они смогут без радиосвязи.
Также мы настроим плавное включение фонарей. Это когда с наступлением сумерек городское о��вещение работает процентов на 30. Чем темнее становится на улице, тем ярче горят фонари.
Для этого уже есть готовые системы. Они основаны на протоколах управления освещением DALI или 0-10. В них можно каждому фонарю присвоить адрес и управлять им отдельно. Но инфраструктура многих российских городов к этому не готова. Модернизировать систему уличного освещения — дорого, и никто не торопится это делать.
Мы разрабатываем собственную систему, которая будет работать аналогичным образом. Об этом — в следующих статьях.
Архив предыдущих статей:
#1. Введение → #2. Покрытие → #3. Зоопарк приборов учета → #4. Проприетарность → #5. Активация и безопасность в LoraWAN → #6. LoRaWAN и RS-485→ #7. Девайсы и перекупы→ #8. Немного про частоты → #9. Кейс: делаем сеть LoRa для ТРК в Челябинске→ #10. Как за один день создать сеть LoRa в городе без сети?
В статье расскажу, как мы упростили управление городским освещением и сделали его более точным в привязке к световому дню. Похвалю нас и поругаю отечественную самобытность. Также поделюсь, почему мы отказались от проводов в пользу радиосети и как в мире появился еще один безработный инженер.
Сначала расскажу, что мы сделали. Потом — как мы это делали и какие преодолевали трудности.
Мы создали умную систему управления городским освещением в областном городе. Она работает через LoRaWAN. На радиомодуль направляются команды на включение и выключение света. Мы использовали устройства класса С, потому что у системы есть постоянное питание.
На всякий случай напомню, что радиомодуль класса С перманентно находится в эфире в ожидании команды сервера.
У нас есть расписание отправки команд и механизм оповещения об ошибках. А еще есть проверка работоспособности самого радиомодуля.
Вот и все. Тут могут возникнуть вопросы: а что такого революционного вы сделали? Городские фонари и без вас работали: вечером загорались, а утром — гасли. В чем ценность проекта?
Встречный вопрос: замечали ли вы, что городское освещение включается не всегда вовремя? На улице может быть достаточно темно, а фонари не горят. Особенно заметно это в переходные периоды, когда световой день активно убывает или прибывает. В Уральском регионе это ощутимо в октябре-ноябре.
Так мы плавно переходим к трудностям и особенностям проекта.
Наш опыт, или как улучшить управление городским освещением
Заказчик — государственная организация.
Система управления освещением работает по принципу цепочки. Это когда есть столбы-фонари с общим питанием. Таких столбов в одной цепи может быть от нескольких штук до нескольких десятков. Это зависит от масштаба участка.
Каждая цепь имеет свой управляющий шкаф, в нем установлен электросчетчик и реле включения — выключения с основным питанием. Фотографию шкафа приложить не могу, потому что заказчик запретил его показывать. Честно, выглядит он так себе.
В дневное время на столбах нет питания. Поэтому установить на каждый фонарь датчик освещенности или персональное реле нельзя.
Итого: у нас устаревшая система включения городского освещения цепочкой, которую нужно улучшить и «осовременить».
Вот очевидные минусы такой системы:
1) Для регулирования времени включения — выключения фонарей используется таймер.
Но устройство не успевает за световым днем. Инженер подводит его вручную. Делает он это не ежедневно, а с заданной периодичностью. Соответственно, всегда есть погрешность.
2) В такой системе нет оповещения о поломках. Что-то пошло не так, а заказчик не получил оперативного сообщения. И это очень критично. Потому что за такие нарушения можно получить весомый штраф и наказание. Все-таки вопрос городского масштаба.
3) Нет автоматической коррекции расхода энергии в привязке к световому дню. Отсюда ситуации, когда на улице уже темно, а фонари не горят.
4) Нет информации об аномальном расходе энергии с указанием участка.
Кто-то подключился к фонарю, ворует энергию, а заказчик этого не видит. К слову, такие прецеденты часто происходят в областных городах с частной застройкой.
С государственным заказчиком разговаривать сложно. Потому что он уже привык к системе, которая вроде бы работает, но хотелось бы лучше. При этом надо сделать так, чтобы этим было легко управлять и с этим справились бы местные умельцы. Не приглашать же каждый раз специалистов из областного центра.
И еще — это должно быть дешево и надолго.
Что мы сделали:
1) Вместо проводов использовали радиосеть. Это позволило нам уложиться в бюджет и сделать систему универсальной.
Управляющий шкаф может находиться в центре промзоны или на въезде в город — тянуть до него провод дорого и сложно, и не всегда возможно. Радиосеть же прекрасно справляется с задачами, работает стабильно и для заказчика она дешевле.
2) Для управления системой мы использовали радиомодули СИ-12 от Веги. У них есть управляющие контакты, на которые мы посадили реле подачи питания.
3) Прикрутили опрос на электросчетчик в ящике. Есть потребление — фонари горят, нет потребления — они выключены.
Опрос дает информацию о правильной отработке реле питания. Если его заклинит, мы это увидим.
4) Рассчитали средний расход — медиану потребления. Для этого у нас были технические параметры и число пользователей.
Так мы смогли получить информацию об аномалиях. Если расход ниже среднего, значит часть фонарей перегорела. Если он выше среднего, значит кто-то подключился �� сети и ворует электричество.
5) Сделали интерфейс для управления освещением. Пока он «сырой», мы его тестируем и скорее всего доработаем.
В интерфейсе можно:
1. Добавлять оборудование типа «управляющий шкаф» с конкретным адресом
2. Видеть состояние шкафа (включено — выключено)
3. Назначать для него расписание
4. Привязывать к шкафу электросчетчик
5. Вручную включать — выключать систему освещения.
Это нужно при ремонте. Инженеры работают днем, а фонари по расписанию в это время выключены. Но диспетчер сможет их включить с пульта. Нарушать коммутацию и лезть в шкаф в этом случае не придется.
6. Увидеть логи конкретного шкафа. В них — данные по включению и выключению, типу (по расписанию или вручную), состоянию операций.
Теперь у заказчика нет необходимости отправлять инженера для ручной подводки таймера. Мы улучшили управление системой, сделали ее проще, стабильнее и понятнее. Чем теперь будет заниматься инженер — честно, не знаем. Но надеемся, что ему найдут более серьезные задачи.
На текущий момент система в тесте. Поэтому буду признателен за дельные советы и вопросы.
Мы будем продолжать работу над проектом. Есть мысли поставить в шкафы полноценные контроллеры. Расписание будет залито им в память, поэтому управлять освещением они смогут без радиосвязи.
Также мы настроим плавное включение фонарей. Это когда с наступлением сумерек городское о��вещение работает процентов на 30. Чем темнее становится на улице, тем ярче горят фонари.
Для этого уже есть готовые системы. Они основаны на протоколах управления освещением DALI или 0-10. В них можно каждому фонарю присвоить адрес и управлять им отдельно. Но инфраструктура многих российских городов к этому не готова. Модернизировать систему уличного освещения — дорого, и никто не торопится это делать.
Мы разрабатываем собственную систему, которая будет работать аналогичным образом. Об этом — в следующих статьях.
Архив предыдущих статей:
#1. Введение → #2. Покрытие → #3. Зоопарк приборов учета → #4. Проприетарность → #5. Активация и безопасность в LoraWAN → #6. LoRaWAN и RS-485→ #7. Девайсы и перекупы→ #8. Немного про частоты → #9. Кейс: делаем сеть LoRa для ТРК в Челябинске→ #10. Как за один день создать сеть LoRa в городе без сети?
