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 покрытия
Одна 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 сети
LoRaWAN 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 связи
Не платите за услуги оператора. Обслуживайте и управляйте сетью сами.
Защита данных
Полный 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 сеть
В отличие от LoRaWAN, сеть PLC использует MESH топологию. Благодаря обмену устройств между собой, обеспечивает самоорганизацию сети для более быстрой отработки команд
Простая интеграция
Система может быть интегрирована в существующие сети без их реструктуризации
Стабильная сеть
Использование принципа адресации Ip Based обеспечивает надежную работу всей светотехнической установки
Безопасность
аутентификация устройств, контроль доступа, аудит и ведение лога событий, контроль целостности данных, шифрование логики
Удобная технология
Нет надобности в прокладке отдельных шин управления. Все устройства подключаются к линиям питания, что обеспечивает Plug&Play установку системы.
Масштабирование
Масштабирование 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 сигнала
В будущем гибридные решения, реализованные на базе гибридных стеков протоколов, будут самостоятельно выбирать оптимальную среду для передачи данных.
Надежность передачи данных
Выбор оптимальной среды для передачи данные способствует гарантированному обмену пакетами данных между устройствами и пользователем
Целостность системы
В 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.