Удаленный мониторинг объектов ЖКХ

Во многих странах в последнее время активно развивается технология Smart Metering, или  «интеллектуальный учет». Она основана на передаче данных по собственным  радиосетям или по GSM-сетям сотовых  операторов. Актуальными в этой связи становятся различные устройства беспроводной передачи данных и возникает необходимость  разработки единых  стандартов беспроводной передачи  данных с приборов учета, например  WM-bus (Wireless M-bus). Все более популярными становятся GSM-терминалы Robustel, которые эффективно используются  для сбора данных со счетчиков,  расходомеров и других приборов в АСКУЭ, АСКУТР, системах удаленного доступа.  Подробнее  рассмотрим терминал M1000 Pro v2 - усовершенствованную версию  в линейке  Robustel M1000  Pro.

GSM/GPRS- терминал M1000 Pro

 Терминалы Robustel M1000  Pro выполнены в металлических  корпусах,  крепятся на DIN-рейку. Их можно использовать  как для периодического считывания показаний, так  и  для контроля в режиме реального времени. Терминалы спроектированы на базе сигнального процессора ARM7, самого мощного для этого  класса устройств . Они имеют встроенный сторожевой таймер, удобный конфигуратор,  возможность буферизации данных, устанавливают автоматическое GPRS-соединение. Питание  от источника постоянного  тока 9–36 В, предусмотрена защита  от перенапряжения и скачков напряжения.  M1000 Pro осуществляет передачу данных без преобразования в другой протокол и без хранения, то есть работает в режиме  прозрачной передачи данных последовательного порта OS-232/OS-485  по протоколам UDP/TCP/IP. TCP-соединение  обеспечивает гарантированную доставку;  а UDP-соединение  имеет большую скорость восходящего потока. 

Терминал M1000 Pro V2

Новая, вторая, версия терминала (рис. 1)  выпущена  компанией Robustel Technologies  после ряда доработок и имеет следующие отличия:
•    атоматическое GPRS/3G-соединение с помощью встроенного GSM/GPRS/3G (UMTS)-модуля. Технология  3G, в отличие от GPRS, позволяет получить более быстрый отклик  от терминала и характеризуется большей надежностью; 
•    для проверки сетевых соединений используется ICMP-протокол;
•    благодаря динамической системе доменных имен (DDNS) информация на DNS-сервере обновляется в реальном времени  и по желанию в автоматическом  режиме. что обеспечивает полноценную работу терминала в режиме сервера, в случае  если в устройство вставлена сим-карта с динамическим внешним IP-адресом;
•    удаленное обновление встроенного программного обеспечения по GPRS/3G(TCP/IP;
•    удаленное конфигурирование  по GPRS/3G(TCP/IP;
•    имеется возможность установить в терминал две сим-карты.

Настройка терминалов

Предусмотрена возможность удаленного конфигурирования M1000 Pro v2 по беспроводному GPRS/3G-каналу (TCP/IP).  Это очень удобно,  когда терминал уже установлен на объекте и надо скорректировать настройки  для ввода системы в эксплуатацию или во время эксплуатации. Бесплатно предоставляется программа DTU Configurator,  с помощью которой профили настроек терминалов можно сохранить в виде бинарных файлов, а затем импортировать их в другие терминалы (рис.2).

  Учет электроэнергии

  С помощью «интеллектуального» учета в АСКУЭ осуществляется дистанционное получение сведений о потребленной  электроэнергии от каждого  узла учета. Через последовательный интерфейс OS-485 терминал подключается к счетчикам или сетевому концентратору. Затем проводится регистрация в сети  и устанавливается TCP/IP-соединение для передаче данных последовательного порта. Возможны следующие алгоритмы работы терминала в сети:
•    «всегда онлайн»: автоматическое GPRS/3G-соединение при включении питания, повторное соединение при обрыве;
•    активация в предварительно установленное время;
•    активация по запросу;
•    периодическая активация через заданный интервал времени.
 Сбор данных со всех  терминалов настраивается в центре сбора и обработки информации на сервере с помощью  ПО для сетевых концентраторов. Специализированное ПО, например, Admin  Tools от компании «Энергомера»,  позволяет настроить работу со счетчиком через виртуальный COM-порт и  взаимодействует с базой данных. По аналогичной схеме  организуется удаленный сбор показаний в АСКУТР с тепловычислителей. Эти приборы по последовательному интерфейсу ОS-232 подключаются к терминалу.

Учет водных ресурсов

Технология Smart Metering  позволяет следить и оперативно получать данные о состоянии  оборудования водозаборных узлов в аварийных ситуациях, за количеством  потребленной воды в доме. Рассмотрим как происходит считывание показаний с приборов учета воды фирмы Sensus, подключенных к общей шине M-bus . В счетчиках установлены считыватели импульсов. К шине M-bus  через преобразователь  Techbase Mbus 10  подключается терминал M1000 Pro V2 . С их помощью устанавливается TCP/IP-соединение и проводится обмен данными с сервером. Сотрудники компании и обслуживающий персонал получают доступ к данным через этот сервер. При этом нужно учитывать, что:
•    работа идет в режиме реального времени по беспроводному GPRS/3G-каналу, связь с сервером осуществляется каждую минуту;
•    когда не происходит обмен данными, система уходит в режим энергосбережения (спящий режим), GPRS/3G-модуль терминала отключается;
•    налажен двусторонний канал связи - оператор диспетчерского центра может не только оперативно получать информацию с приборов учета, но и производить калибровочные настройки оборудования передачи данных.

     Сеть Modbus TCP

    
     Подключить удаленные датчики к Modbus TCP-сети можно посредством терминала M1000 Pro V2, который поддерживает конвертацию протоколов Modbus  RTU ?  Modbas TCP. На рис. 5 приведен пример построения элемента системы автоматизации на одном из пунктов  учета. Сервер SCADA являетс я ведущим (master) устройством TCP-сети,  терминал M1000 Pro v2 – ведомым  (slave) устройством, а подключение  датчиков и счетчиков к терминалу осуществляется через многоканальный модуль сбора данных. Импульсы, которые поступают от счетчиков  на аналоговые входы этого модуля,  преобразуются с помощью аналого-цифрового преобразователя в цифровые данные, а затем через порт RS-485 передаются на терминал M1000 Pro v2, где происходит конвертация протоколов. Благодаря  задержкам 3G-сети терминал M1000 Pro v2 может  также  корректно передавать данные Modbus RTU на сервер.

Заключение

  Терминалы Robustel востребованы в автоматизированных  системах учета ресурсов  и обладают  многими преимуществами:
•    «интеллектуальным» сторожевым таймером перезагрузки,
•    автоматическим GPRS/3G-подключением,
•    удобным конфигуратором,
•    «прозрачным» TCP- и UDP-соединениями,
•    преобразованием Modbus  RTU ?  Modbas TCP,
•    управлением по СМС,
•    возможностью буферизации данных.
Терминалы M1000 Pro V2 широко используются для создания надежных беспроводных M2M-решений в системах автоматического сбора данных со счетчиков газа, воды, тепла и электричества.