Система телеметрии для бытового сектора

Назначение

Система решает следующие задачи:

• автоматизация сбора и передачи информации с приборов учета энергоресурсов на сервер сбора и хранения данных. Выполнение опроса счетчиков по заранее подготовленному расписанию;
• получение оперативной и достоверной информации о потребленных объемах газа (воды, тепла и т.д.), а следовательно, достижение баланса между поставщиком и потребителем газа;
• передача данных по беспроводным каналам связи (RF/GPRS);
• информирование о нештатных ситуациях счетчика (несанкционированное воздействие на счетчик, обрыв импульсного кабеля, превышение допустимых границ потребления, сигнализация об утечке и обратном потоке и пр.);
• сокращение затрат персонала на обслуживание приборов учета;
• достижение прозрачности доступа к счетчику газа;
• экспортирование данных во внешние системы учета энергоресурсов и биллинговые системы;
• выставление счета по реальным показаниям счетчиков;
• считывание и оперирование архивными данными;
• отслеживание несанкционированного отбора газа.

Описание

Системы автоматического сбора данных со счетчиков газа в коммунально-бытовом секторе на базе продукции выпускаемой ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника».

ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» около 10 лет занимается внедрением передовых коммуникационных решений в области сбора данных с бытовых счетчиков газа. Разработками систем автоматического сбора данных (АСД) компания занимается с 2006 года и имеет огромный опыт по их установке и внедрению. В своей продуктовой линейке наша компания предлагает очень гибкие технические решения с точки зрения автоматизации и экономии.Принципиально, по методу передачи данных и способу построения системы в целом, компания ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», предлагает использование трех типов систем АСД:

• счетчик газа с электронной термокомпенсацией и встроенным GPRS модемом BK themis (передача данных по GPRS каналу);
• модуль телеметрии ТМР-01, для дооснащения счетчиков газа серии ВК или любых других счетчиков, имеющих НЧ выход (передача данных по GPRS каналу);
• мобильная «объездная» система АСД (передача данных по радиоканалу).

Любая из трех перечисленных систем АСД, полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к современным системам телеметрии и позволяют решать все поставленные перед ними задачи.

Рассмотрим каждую систему АСД подробнее.

Система АСД на базе счетчика газа BK themis. Передача данных по GPRS каналу

В основу системы ставится счетчик газа BK themis, оснащенный электронным дисплеем, встроенным в счетную голову GPRS модемом, а также встроенным преобразователем температуры для приведения рабочего объема газа к стандартным условиям.

Рис.1 Внешний вид счетчика газа BK themis

Передача показаний происходит по каналу GPRS, благодаря встроенному в счетчик GPRS модему. Встроенный GPRS модем оснащается SIM картой, которая, как правило, заносится во внутреннюю группу абонентов сотовой связи поставщика газа. Эта процедура позволяет снизить расходы на общий трафик передачи данных по каналу GPRS и защитить SIM карту от несанкционированного ее использования потребителем.

В электронной счетной голове счетчика газа поставщиком газа записывается IP-адрес сервера, на который будут передаваться данные и период их получения. В данном типе системы АСД инициатором передачи данных выступает сам счетчик. Период выхода счетчика на связь может изменяться в зависимости от потребности: час/неделя/месяц. Для систем АСД в бытовом секторе актуальной является передача данных со счетчика, как правило, на конец месяца или недели. Передавать данные с бытового счетчика газа каждый час или день является нерациональным и экономически необоснованным. Полученных данных вполне достаточно для составления актуальной картины об объеме потребления и выставления счета. В особых случаях, во избежание сокращения периода выхода на связь счетчика, предлагается воспользоваться считыванием архивных данных о потреблении газа, которые могут передаваться отдельно. Частота передачи актуальных данных со счетчика прямо пропорциональна сроку службы встроенной батареи, которая позволяет GPRS модему выходить на связь с сервером сбора данных. Батарея, хотя и является съемной, но ко всему должен быть практичный и логически обоснованный подход.

Рис. 2 Схема передачи данных со счетчика BK themis на сервер сбора данных поставщика газа.

Данные от счетчика поступают на сервер сбора данных. На сервере установлено программное обеспечение Themis Manager, которое выполнено в виде web приложения. Themis Manager получает текущие показания счетчиков и архивирует их в базе данных. Отдельно, по команде, можно запросить архивные данные. Для удобства оператора полученные данные со счетчиков могут отображаться в табличном и графическом виде. В программе реализован инструмент для создания индивидуальных и групповых отчетов по потреблению газа. Для интеграции с внутренними биллинговыми системами в программе Themis Manager есть функция экспорта данных в согласованный с заказчиком формат.

Рис. 3 ПО Themis Manager. Табличное и графическое  отображение расхода газа.

Построение АСД на базе счетчиков BK themis практически не требует предварительных изысканий по анализу рельефа местности, определению количества и мест установки счетчика. Единственное, что необходимо учитывать перед развертыванием системы АСД – наличие устойчивой области покрытия сигнала GPRS оператором GSM. Обязательным этапом является проведение замеров уровня сигнала GPRS и составление договора с оператором связи на оказание услуги по передаче данных по каналу GPRS.

Система АСД на базе модуля телеметрии ТМР-01. Передача данных по GPRS канала

В отличие от предыдущего решения, система АСД на базе модуля телеметрии ТМР-01, может использоваться не только с новыми счетчиками газа, но и с уже установленными. Важным критерием является наличие низкочастотного (НЧ) выхода у счетчика. Не все производители газовых счетчиков предлагают данную возможность, как штатную опцию. Обычно НЧ выход счетчика предлагается как специальное исполнение. В отличии от других производителей счетчики газа серии ВК, выпускаемые ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», серийно оснащаются НЧ выходом. Это означает, что если счетчик покупался и устанавливался потребителем газа много лет назад, то он без какой-либо доработки может быть включен в систему АСД, путем дооснащения модулем телеметрии ТМР-01.

Рис. 4 Счетчик газа серии ВК, дооснащенный модулем телеметрии ТМР-01

Модуль телеметрии ТМР-01 представляет собой устройство, предназначенное для длительной автономной работы от встроенного комплекта литиевых батарей. Модуль подсоединяется к счетной голове счетного механизма счетчика газа серии ВК типоразмера G1.6 – G6. Микропроцессор модуля производит подсчет импульсов, полученных от счетчика, формирует данные нарастающим итогом в часовом и суточном архивах и по окончании заданного интервала времени, передает архивные записи по каналу связи GPRS на удаленный сервер сбора и обработки данных.

Рис. 5 Схема передачи данных с ТМР-01 на сервер сбора данных поставщика газа

Основные технические характеристики модуля телеметрии ТМР-01.

Рис. 6 Табличное и графическое отображение расхода газа

Основные функции модуля телеметрии ТМР-01:

• Передача показаний счетчика газа.
• Фиксирование нештатной ситуации в архиве и мгновенная передача сообщения на сервер.
• Контроль разряда элементов питания.
• Архивирование (часовой архив, суточный и архив изменений).
• Передача по заданному расписанию текущих и архивных данных по GSM/GPRS каналу связи.
• Передача архивных данных, насторйка параметров по радио связи, посредством технологии NFC.
• Возможность синхронизации времени по заданию от систем верхнего уровня.
• Возможность дооснащения уже установленных счетчиков газа ВК.

Мобильная «объездная» система АСД. Передача данных по радио каналу.

Название мобильная «объездная» система АСД объясняет сам принцип сбора показаний со счетчиков газа. Вся система состоит из:счетчиков газа (электричества, воды, тепла) с НЧ выходом;

• передатчиков Waveflow;
• радиомодема Waveport;
• приемника GPS;
• ноутбука;
• программного обеспечения Drive0by-Manager.

Рис. 7 Счетчик газа серии ВК, оснащенный радиопередатчиком Waveflow

Счетчик с НЧ выходом, например, бытовой счетчик газа серии ВК, присоединяется к радиопередатчику Waveflow. Данные о расходе со счетчика энергоресурса передаются но НЧ выходу на радиопередатчик Waveflow.

Передатчик Waveflow имеет автономное питание и срок его службы составляет 10 лет при считывании данных 1 раз в месяц. Кроме считывания показаний со счетчиков и их архивирования передатчик Waveflow пересылает по радиоканалу сообщение о несанкционированном воздействии на счетчик (обрыв импульсного кабеля или воздействие магнитом, обратный поток, превышение минимальных или максимальных границ по расходу энергоресурса и т.д.)

Рис. 8 Структурная схема мобильной «объездной» системы АСД

При монтаже у потребителя счетчика энергоресурса с передатчиком Waveflow или при дооснащении его передатчиком записываются глобальные координаты месторасположения прибора учета (координаты GPS: Х, Y). Координаты GPS каждого счетчика с передатчиком записываются в базу данных программного обеспечения Drive-by-manager. Автомобиль оператора оснащается GPS приемником и радиомодемом Waveport. Для начала выполнения опроса оператор подключает к ноутбуку GPS приемник, радиомодем Waveport и просто начинает движение по населенному пункту, в котором установлены счетчики с передатчиками Waveflow. При движения автомобиля GPS приемник получает координаты автомобиля и с помощью программного обеспечения Drive-by-manager происходит отображение перемещения автомобиля на карте. Кроме этого, на карте отмечены места установки счетчиков на основании данных, полученных при их монтаже. Таким образом, при приближении автомобиля оператора к счетчику программа Drive-by-manager автоматически выполняет опрос всех передатчиков, попадающих в область обхвата радиомодема Waveport. Область охвата радиомодема Waveport оператор может установить самостоятельно в зависимости от условий местности.

Рис. 9 Программной обеспечение Drive-by-manager

В итоге, оператору достаточно просто проехаться по заранее подготовленному маршруту, а данные со счетчиков считаются автоматически. Оператор может выполнить сервисные функции (сброс тревоги, считывание архива, установка начального показания счетчика и пр.) не выходя из автомобиля и не проникая в домовладение, где установлен счетчик. Оператор при движении автомобиля может наблюдать за процессом опроса счетчиков и просматривать полученные данные в табличном и графическом виде. Выполнив опрос всех счетчиков, оператор может вернуться в диспетчерский пункт и составить отчет по полученным данным по каждому абоненту или по группе абонентов. Также в программном обеспечении Drive-by-manager есть возможность экспорта считанных данных в биллинговую систему поставщика энергоресурсов.

Мобильная «объездная» система АСД может применяться как в загородных коттеджных поселках и кооперативах, так и для сбора данных многоквартирного дома или микрорайона.

Развертывание объездной системы АСД требует минимальных финансовых и временных затрат.

Заключение

Преимущества внедрения систем телеметрии очевидны и для поставщика, и для потребителя энергоресурсов. Поставщик приобретает эффективный автоматизированный сбор данных о потреблении энергоресурсов, что исключает безучетное и бездоговорное их использование: применение системы АСД со счетчиков энергоресурсов позволяет избежать снятие показаний счетчика вручную, снизить уровень коммерческих потерь, исключить нерегулярность сбора данных и оптимизировать деятельность персонала компании. Поставщик получает инструмент для составления достоверных балансов энергоресурсов, снижения потерь до технологически обоснованного уровня. Кроме этого, использование системы телеметрии предоставляет поставщику актуальные данные о потреблении энергоресурсов для использования их в биллинговых системах, что приводит к своевременному расчету за потребленные энергоресурсы. Использование систем телеметрии повышает качество и удобство пользования услугами поставщика, а также улучшает уровень информированности потребителей.

Современный рынок систем сбора данных с узлов учета энергоресурсов в России и в мире очень многообразен и представлен широким спектром различных решений и приложений. Среди большого ассортимента предлагаемых систем потребителю порой очень сложно сделать правильный выбор и получить в свое распоряжение не только высокотехнологичный продукт, но к тому же надежное и проверенное на практике решение. Многие системы, предлагаемые на рынке, существуют, как правило, в виде прототипов и неотлаженных приложений. После продажи такой системы происходит ее доработка и отладка «налету» за счет времени и средств потребителя. Таким образом, потребитель теряет время при монтаже и пуско-наладке системы и, соответственно, запуск системы может затянуться на неопределенные сроки. Поэтому, при выборе системы сбора данных необходимо рассматривать не только технические характеристики модулей и системы в целом, но и опыт эксплуатации данной системы в мире и России в частности.

Дополнительно применяется

ТМР-01 модуль телеметрии, передача данных по GPRS