Hardware
Гибридное решение
LoRa + PLC
LoRa + PLC
Состав технического решения и архитектура гибридной системы управления освещением
Немного о системах управления наружным освещением
Выбор системы управления наружного освещения сопряжен с большим количеством различных факторов, таких как тип объекта, его расположение, условия эксплуатации осветительной установки, качество и тип освещаемой поверхности и т.д.
Осветительные установки, эксплуатируемые в городских условиях, оснащенные беспроводными системами управления освещением, требуют стабильного покрытия сетью (LoRaWAN, GSM, NB-IoT и др.) всей площади объекта, а также высокой надежности отработки посылаемых команд в существующей сети оператора связи.
Освещение открытых паркингов, напротив, требует локализации системы управления (LoRaWAN Local, PLC), в данном случае гораздо удобнее обойтись без услуг оператора.
Комбинированные или гибридные системы управления. Что же происходит, когда одновременно требуется обеспечить управление и городским освещением, и освещением на локальных объектах? Или, например, когда на одном объекте требуется развернуть две системы одновременно? Причины могут быть разные, труднодоступные места, гальванические развязки и т.д. К сожалению, на данный момент на рынке не существует универсального протокола связи, способствующего созданию законченного решения в этой области, с возможностью управления любым типом осветительной установки через единый интерфейс пользователя. Поэтому, как правило, у заказчиков нет иного выхода, кроме как тратить средства и время на установку и поддержку сразу нескольких систем управления, основанных на различных протоколах и имеющих разные интерфейсы управления.
Мы решили следовать здравой логике и учли этот фактор при разработке нашей платформы, заложив в ее архитектуру возможность поддерживать различные протоколы управления в рамках одного интерфейса пользователя.
Выбор системы управления наружного освещения сопряжен с большим количеством различных факторов, таких как тип объекта, его расположение, условия эксплуатации осветительной установки, качество и тип освещаемой поверхности и т.д.
Осветительные установки, эксплуатируемые в городских условиях, оснащенные беспроводными системами управления освещением, требуют стабильного покрытия сетью (LoRaWAN, GSM, NB-IoT и др.) всей площади объекта, а также высокой надежности отработки посылаемых команд в существующей сети оператора связи.
Освещение открытых паркингов, напротив, требует локализации системы управления (LoRaWAN Local, PLC), в данном случае гораздо удобнее обойтись без услуг оператора.
Комбинированные или гибридные системы управления. Что же происходит, когда одновременно требуется обеспечить управление и городским освещением, и освещением на локальных объектах? Или, например, когда на одном объекте требуется развернуть две системы одновременно? Причины могут быть разные, труднодоступные места, гальванические развязки и т.д. К сожалению, на данный момент на рынке не существует универсального протокола связи, способствующего созданию законченного решения в этой области, с возможностью управления любым типом осветительной установки через единый интерфейс пользователя. Поэтому, как правило, у заказчиков нет иного выхода, кроме как тратить средства и время на установку и поддержку сразу нескольких систем управления, основанных на различных протоколах и имеющих разные интерфейсы управления.
Мы решили следовать здравой логике и учли этот фактор при разработке нашей платформы, заложив в ее архитектуру возможность поддерживать различные протоколы управления в рамках одного интерфейса пользователя.
Архитектура решения LoRaWan
LoRaWAN (Long Range Wide Area Networks) - технология беспроводной передачи малого объема данных на большие расстояния, использующая топологию «Звезда».
Система состоит из нескольких компонентов: конечные устройства различных типов (сенсоры, контроллеры светильников), базовая станция оператора, предназначенная для сбора данных с конечных устройств для последующей их передачи на сервер сети. Сервер сети занимается первичной обработкой и консолидацией данных для дальнейшей передачи в программную платформу ámbiot.
Система состоит из нескольких компонентов: конечные устройства различных типов (сенсоры, контроллеры светильников), базовая станция оператора, предназначенная для сбора данных с конечных устройств для последующей их передачи на сервер сети. Сервер сети занимается первичной обработкой и консолидацией данных для дальнейшей передачи в программную платформу ámbiot.
-
Большая зона покрытияОдна базовая станция LoRaWan может покрывать сетью до 20 км в сельской местности и 1–5 км в городских зонах, в зависимости от плотности застройки и топологии местности -
Масштабируемость сетиLoRaWAN легко масштабируется. Стоимость базовых станций и их установки невысока. -
Основа для умного города
LoRaWAN - развивающаяся инфраструктурная сеть передачи данных, на базе которой можно создать платформу для дальнейшей интеграции сторонних устройств в рамках создания умного города
Что такое LoRa Local?
Благодаря тому, что LoRa сеть работает в нелицензируемом диапазоне частот, вы можете построить свою собственную беспроводную локальную сеть, независимую от оператора связи. Это идеальное решение для небольших проектов, не нуждающихся в разворачивании масштабной сети LoRa и созданием инфраструктуры, которую необходимо обслуживать.
-
Отсутствие оператора связиНе платите за услуги оператора. Обслуживайте и управляйте сетью сами. -
Защита данныхПолный контроль над передаваемыми данными, распространяющимися только внутри вашей сети. -
Универсальность
Сеть можно развернуть в любом месте, независимо от страны, региона и присутствия в нем оператора связи.
LoRa Контроллер светильника
Конечное устройство для управления светильником с помощью технологии LoRa. Совместим с осветительными приборами, оснащенными разъемами стандарта ANSI C136.41-2013 (NEMA) с распиновкой, соответствующей стандарту.
интеграция светильников и других исполнительных устройств в платформу Ambiot посредством технологии LoRa
Контроллер LoRa
220В(AC) или 12В(DC)
Электропитание
автоматизированное управление светильником по расписаниям, загруженным в память контроллера
Автоматическое управление
функция рапортов, экономия трафика сети
Рапорты
система спутниковой навигации и акселерометр - контроль расположения оборудования и выявление нештатных ситуаций
Гироскоп, акселерометр и GPS/ ГЛОНАСС
встроенный измеритель параметров электроэнергии питающей сети
Измерение параметров
встроенный Bluetooth интерфейс для дистанционного сервисного обслуживания и обновления программного обеспечения
Сервисное обслуживание
встроенный датчик уровня освещенности для передачи параметров в платформу
Датчик уровня освещенности
Архитектура решения PLC MESH
Семейство технологий передачи пакетных данных по линии электропередач. Используется цифровая модуляция сигнала OFDM. Основным преимуществом OFDM по сравнению со схемой с одной несущей частотой является её способность противостоять сложным условиям в канале. Не требует дополнительной прокладки кабеля и может применяться как надстройка на существующие сети электропитания.
Система обеспечивает связь между PLC контроллерами светильника и центральным контроллером PLC, отправляющим данные на сервер, затем они передаются в интерфейс платформы. Всё оборудование подключается к сети питания светильников.
Система обеспечивает связь между PLC контроллерами светильника и центральным контроллером PLC, отправляющим данные на сервер, затем они передаются в интерфейс платформы. Всё оборудование подключается к сети питания светильников.
-
MESH сетьВ отличие от LoRaWAN, сеть PLC использует MESH топологию. Благодаря обмену устройств между собой, обеспечивает самоорганизацию сети для более быстрой отработки команд -
Простая интеграцияСистема может быть интегрирована в существующие сети без их реструктуризации -
Стабильная сетьИспользование принципа адресации Ip Based обеспечивает надежную работу всей светотехнической установки -
Безопасностьаутентификация устройств, контроль доступа, аудит и ведение лога событий, контроль целостности данных, шифрование логики -
Удобная технологияНет надобности в прокладке отдельных шин управления. Все устройства подключаются к линиям питания, что обеспечивает Plug&Play установку системы. -
МасштабированиеМасштабирование сети может происходить в широком диапазоне - от нескольких десятков до нескольких сотен или даже тысяч устройств
PLC Контроллер светильника
Предназначен для управления осветительным или другим исполнительным оборудованием и его интеграции в платформу ámbiot. Контроллер передает и получает данные по питающей сети в соответствии со спецификацией G3-PLC альянса.
Инновационный стек протоколов
осуществляет прием и передачу данных по питающей сети в соответствии со спецификацией G3-PLC
Устройство G3-PLC
Контроллер осуществляет измерение параметров электрической энергии и передает их в платформу ámbiot
Измерение электроэнергии
интеграция исполнительных устройств и светильников в платформу ámbiot
Интеграция в платформу
в качестве канала управления драйвером светильника или другими исполнительными устройствами используется протокол 0-10В, количество каналов - 1шт.
Каналы управления
функция автоматизации действий (расписания хранятся в памяти контроллера)
Автоматизация
IPv6, UDP, CoAP, LwM2M, IPSO
Для подключения сенсоров, кнопок или других триггеров предусмотрены дискретные входы типа "сухой контакт" в количестве 2шт.
Подключение сенсоров
поддержка индивидуальных и групповых команд управления, получаемых от верхних уровней системы (групповое диммирование)
Гибкое управление
PLC Центральный сетевой контроллер
Программируемый логический контроллер предназначен для управления сетью, состоящей из контроллеров светильников и других исполнительных устройств и их интеграции в платформу ámbiot. Относится к среднему уровню архитектуры ámbiot и является центральным и ключевым узлом в реализации трёхуровневой концепции системы. Как правило, устанавливается на уровне интеллектуального шкафа управления освещением (ИШУО).
Связь с сервером
для подключения датчиков состояния, температуры, влажности, дыма и др. триггеров
Дискретные входы
для визуального контроля состояния процессов и статусов подключения к сетям
Индикация
Для подключения датчиков уровня освещенности, охранной и пожарной сигнализации (4-20 мА)
Аналоговый интерфейс
для интеграции со счетчиками электроэнергии, умными датчиками освещенности и пр. оборудованием
Порты RS485
для включения/выключения линий питания светильников
Коммутационные реле
GSM, LoRa, Ethernet, Fiber
Архитектура гибридного решения LoRa+PLC
В рамках реализации концепции универсальной программной платформы для интернета вещей ambiot мы разработали гибридное решение, позволяющее интегрировать различные протоколы управления осветительными установками в единые интерфейс пользователя. В настоящее время платформа поддерживает технологии PLC и LoRa, в ближайшем будущем мы интегрируем также DALI и Bluetooth.
-
Устойчивость сигналаВ будущем гибридные решения, реализованные на базе гибридных стеков протоколов, будут самостоятельно выбирать оптимальную среду для передачи данных. -
Надежность передачи данныхВыбор оптимальной среды для передачи данные способствует гарантированному обмену пакетами данных между устройствами и пользователем -
Целостность системыВ настоящее время существует множество протоколов управления освещением, каждый из которых имеет свои преимущества, недостатки и области применения. Универсальная платформа позволит пользователям не зависеть от протоколов.
Разные протоколы управления - единый интерфейс пользователя
Инновационный подход к организации гибридной системы управления освещением имеет отражение и в интерфейсе нашей программной платформы. Мы унифицировали процесс управления и мониторинга устройств, работающих с помощью различающихся протоколов, тем самым освободив пользователя от необходимости разбираться в этих протоколах. Оставьте вопросы по выбору PLC или LoRaWAN специалистам, не тратьте на это свой самый ценный ресурс - время.