Theodore Paraskevakos kifejlesztette az első távfelügyeleti rendszert, amely digitális távvezetékeket használt a telefonvonal-azonosító rendszer (Caller ID) spin-off-ként. Azóta a kommunikáció a legkritikusabb technológiai szempont az intelligens mérésnél. Így minden mérőtől elvárható, hogy megbízható és biztonságos módon küldjön adatokat egy központi szerverre. Figyelembe véve a mérőórák különböző környezeteit, ez nyilvánvalóan nem könnyű feladat.
Manapság a rengeteg különböző kommunikációs hálózat jelenlétében mindez még nehezebb. Eddig egyetlen megoldás sem bizonyult optimálisnak – a legtöbb vállalat olyan rendszert tervez, amely több kommunikációs technológia kombinációját használja fel céljainak eléréséhez.
Egy ideje új trend látható az intelligens mérési megoldások körében az Egyesült Államokban és Európában: a mobil LTE technológia növekvő használata.
A szélesebb körű mobil IoT részeként is ismert technológiák, például az NB-IoT és az LTE-M hálózatok, melyek számos előnyt kínálnak az intelligens okosmérőket, fogyasztásmérőket érintő projektek számára.
Mik ezek az előnyök?
Mindezek az előnyök szinte azonnal jelentkeznek, amikor az ügyfelek a legújabb mobilhálózatokra váltanak. Akkor miért nem váltanak át az energiaszolgáltatók ezekre a technológiákra?
A válasz az intelligens hálózatban található.
Az Egyesült Államok 2016 -ra 7,9 milliárd dolláros összberuházással az első ország volt, amely jelentős összegeket fektetett az Advanced Metering Infrastructure vagy röviden AMI hálózatok kiépítésébe.
A cél az elavult, korábbi energiahálózatok optimalizálása volt azáltal, hogy lehetővé tette a végpontok közötti digitális kommunikációt a közművek és az egyes mérők között, ezzel a teljes hálózat megfigyelését.
Míg az intelligens hálózatok nem csak mérőkből állnak (gondoljunk a megújuló energiákra, a töltőállomásokra, a valós idejű keresletre való reagálásra), ezek az összekapcsolt hálózat kulcs elemei.
Az intelligens fogyasztásmérők előnyei a közműszolgáltatók számára régóta ismertek:
De ezzel kapcsolatban az is kérdés, hogy mindez hogyan valósítható meg.
Hogyan érhetőek el ezek az előnyök, és mi az „intelligens hálózat” lényege? A válasz a meglévő eszközökre felépített, biztonságos és rugalmas, kétirányú kommunikációs infrastruktúrában rejlik.
Az intelligens mérés gyakorlatilag a kommunikációról szól. Vessünk egy pillantást az intelligens mérésben használt különböző kommunikációs technológiák- és a rendelkezésre álló típusok fejlődésére.
Ezeket az alkalmazott átviteli közeg szerint kategorizálják, vezetékes- és vezeték nélküli technológiákra osztva. Kezdetben a fejlett mérési infrastruktúrák számára az alábbi két technológia volt elérhető:
Az utóbbi években azonban sok figyelmet fordítottak az alacsony-fogyasztású széles területet lefedő hálózatokra (LPWAN), melyek a mobil IoT-technológiák részét is képezik. Íme egy táblázat a legnépszerűbbekről:
A LPWAN technológiák spektruma az elmúlt években hatalmasat nőtt, és hihetetlen rugalmasságot ígér rendkívül alacsony áron.
Amikor néhány évvel ezelőtt úgy tűnt, hogy a nyílt forráskódú LoRaWAN technológia vezeti a trendet, a 3GPP szabványügyi szervezet úgy döntött, ideje megújítani két új mobilhálózati technológiát is: az NB-IoT és LTE-M hálózatokat.
A vezetékes technológiák nem mindig felelnek meg az üzleti követelményeknek a mai környezetekben. Ezért az intelligens mérésnél alkalmazott vezeték nélküli technológiák fejlődésnek indultak és kiegészítették az eredeti távközlési infrastruktúrát. Az egyik legjelentősebb példa az RF Mesh hálózat (az alábbiakban ismertetjük), amely tökéletesen kiegészíti a PLC -t a fogyasztó jobb kiszolgálása érdekében.
A PLC-vel ellentétben ez a technológia lehetővé teszi a vezeték nélküli kommunikációt, mely az automatikus mérőolvasás (AMR) alapvető funkciója. Ezt a technológiát elsősorban az energiafogyasztás mérésére és az energiafogyasztótól származó adatok gyűjtésére használják. A PLC-vel párosítva jobb pontosságot és lefedettséget biztosít, és a PLC -hez hasonlóan különféle modulokat is igényel, amelyeket fel kell szerelni a mérőkre.
ELŐNYÖK
HÁTRÁNYOK
Az RF Mesh hálózathoz hasonló, de kissé más módon működik. A Zigbee felhasználható mesh hálózat kiépítésére is, amelyet elsősorban intelligens mérők adatkoncentrátorokkal való összekapcsolására használnak, nem pedig intelligens mérők központból való vezérlésére/kapcsolására.
Alacsony megvalósítási költsége és bonyolultsága megoldást jelent az alacsony fogyasztású intelligens méréshez. Bár a Zigbee rugalmas jellegű, több hátránnyal is rendelkezik.
HÁTRÁNYOK
A Zigbee használata előnyös megoldás a fogyasztói piacon, például az otthoni automatizálás- vagy az intelligens világítás esetében, míg az RF Mesh megbízhatóbb alternatíva az ipari alkalmazásokhoz.
A WiMax egy vezeték nélküli kommunikációs szabvány, amely kevésbé ismert a mérési térben (és sok vállalat teljesen figyelmen kívül hagyja a felhasználók közötti erősen megosztott sávszélesség miatt), de érdekes ajánlatokat tartalmaz. Az akár 75 Mbps adatátviteli sebességgel többnyire alternatív technológiaként használják a rögzített vezeték nélküli szélessávú hozzáférés biztosítására.
Míg a mobilhálózati IoT ma már az LPWAN család része, volt idő, amikor az alacsony fogyasztású mobilhálózati internet kapcsolat nem volt fontos. Sok szolgáltató elkezdett kísérletezni új, innovatív technológiákkal, hogy közvetlenül csatlakoztathassa az intelligens mérőt a adatközponthoz. Ennek eredményeként három technológia került kialakításra.
Míg a PLC-t és az RF Mesh hálózatokat alaposan tesztelték és intelligens mérési célokra használták (részben az Egyesült Államokban az AMI erőfeszítéseinek köszönhetően), a LoRaWAN még viszonylag új technológiának számít, melynek megvalósítására csak néhány példa létezi. Ennek ellenére ígéretes technológia, amelynek használata olyan előnyökkel jár, mint:
Ezen felül a LoRa folyamatos támogatást és bővítést ígér. És bár nem kifejezetten használják az intelligens mérésben, a LoRa világszerte a legjobb protokoll jelenti a helyi IoT-hálózatok számára.
A mobilhálózatok működéséhez hasonlóan a SigFox is inkább egyszerre csak egyes eszközöknek kínál fel szolgáltatásokat, nem pedig több készülék számára. Az ultravékony-sávú (UNB) kapcsolattal és megbízható architektúrával a SigFox zajhatása nagyon alacsony, így a rendszer nagyon gyenge jeleket tud lekérni a különböző típusú eszközökről. A protokoll a 868 MHz-es sávot használja.
Ez a két technológia lehetővé teszi számunkra, hogy bepillantást kapjunk a jövőjébe, így egy technológia marad az összes irányításra: az alacsony fogyasztású mobilhálózati kapcsolat.
A mobilhálózati internet kapcsolatot világszerte számos felhasználási célra használják, nem csak a mobiltelefonos kommunikációra. Ez a 2G/3G korszakban már így volt, így ez nem új koncepció. Azonban az LTE technológia legújabb a mobil IoT fejlesztéseit elérhetővé tették az energiamérés piaci szektorának, mivel kifejezetten az alacsony fogyasztású eszközökre – például az energiafogyasztás mérőkre. Ezek a technológiák folyamatosan fejlődnek, a még gyorsabb csatlakozást ígérve a közelgő 5G „New Radio” (NR) szabványnak köszönhetően, amelyet 2022-ben terveznek kiadni: 
A legtöbb esetben az első lehetőség a legnépszerűbb választás, az alacsonyabb költségek miatt. Mivel egy ilyen nagy infrastruktúra felújítás időigényes és költséges.
Egyes közműszolgáltatók, akik ezt anyagilag megengedhetik maguknak, egy teljesen új infrastruktúrát választanak, – a második pont szerint – amely a legújabb technológiákon alapul, beleértve az intelligens mérőket – amelyek beépített LTE modemekkel rendelkeznek.
Az utolsó – és legkevésbé népszerű – lehetőség az alternatív kommunikációs formára való áttérés. Ezt messze a legnehezebb elérni, és sok kockázattal jár a végrehajtási szakaszban.
A mobilhálózati technológiák egyre fontosabbá válnak az intelligens mérőeszközök telepítésében. Az újabb fejlesztéseknek köszönhetően a meglévő intelligens hálózatra is előnyöket nyújtanak. Az intelligens mérésben használt 2G/3G hálózatok többsége a Globális Mobilkommunikációs Rendszer (röviden GSM) része, amely alacsony forgalmú adatcsomaggal használja az általános csomagkapcsolt rádiószolgáltatást (GPRS). A mérőeszközök azonban hagyományosan nem kapcsolódnak mobilhálózatokhoz; az adatok általában összegyűjtésre kerülnek, és koncentrátorokon vagy ipari készülékeken (routereken) haladnak keresztül.
A keskeny sávú mobilhálózati IoT szolgáltatások révén azonban a mobilkapcsolat biztosítása koncentrált adatgyűjtés nélkül megvalósítható, közvetlen a mérő és az adatközpont között, mely sok esetben előnyös a közműszolgáltatók számára. Íme két népszerű lehetőség erre:
A 3GPP által kifejlesztett NB-IoT-t (formálisan Cat-NB1/NB2) technológia – az LPWAN technológiacsalád részeként – mely a LoRa közvetlen versenytársa. Az IoT széleskörű mobilkapcsolatot kínál partnerhálózatainak köszönhetően. Ez az új technológia minden szempontból előnyös a közműszolgáltatók számára:
Az NB-IoT alkalmazása azt jelenti, hogy olyan helyeken is el lehet érni vezeték nélkül a mérőket, amelyek egyébként eddig nem voltak elérhetők. Ez rendkívül előnyös az intelligens mérés szempontjából, mivel:
Csakúgy, mint más technológiáknak, az NB-IoT-nak is megvannak a maga hátrányai, de ezek nagyon specifikusak az intelligens mérés tekintetében. Például az ICG-mérés nagyobb adatátvitelt igényel, mint amit az NB-IoT nyújthat, és ugyanez vonatkozik a hálózati terhelés kiegyensúlyozására is, amely közel valós idejű várakozást (latenciát) igényel az adatküldésben.
Ez a technológia nem olyan népszerű, mint az NB-IoT az intelligens mérésben a nagyobb energiafogyasztás miatt.
Azonban az adatátviteli sebesség és az adatküldés késleltetés itt is jelentősen javult. Míg az LTE-M hasonló teljesítményt nyújt nagyobb teljesítményarány mellett, jelenleg nem ez a választott technológia az intelligens méréshez. A szolgáltatóknak ebben az esetben saját tesztjeket kell futtatniuk.
Tehát összefoglalva, az NB-IoT és az LTE-M együtt a két legígéretesebb technológia a mobil IoT területen. Mivel az intelligens mérés az NB-IoT előnyeit élvezi, az LTE-M méltó versenyzővé válhat a jövőben.
Az LTE -kapcsolat előnyei az intelligens méréshez egyértelműek, de hogyan építheti be a szolgáltató ezt az intelligens mérési infrastruktúrájába?
Itt jönnek be a képletbe modemek. A mobilhálózaton keresztüli kommunikációhoz, a hálózatra csatlakoztatott mérők többségéhez modemre van szükség – egy elektronikus eszközre, amely lehetővé teszi az adatcserét két gép között (a végpont és az adatközpont között).
Míg a hagyományos modemek jól ismertek és szinte minden háztartásban használatosak, az intelligens mérésnek kisebbnek, könnyen felszerelhetőnek kell lennie, alacsony költségűnek és megbízhatónak kell lennie. A 2G/3G modemről az LTE modemre való átlépés óriási ugrás, de egyes mérők nem rendelkeznek ugyanolyan frissítési képességgel, mint mások.
A modemek lényegében kisméretű számítógépek, amelyek fel vannak szerelve a szükséges chipekkel és modulokkal a mérő mobilhálózatra való csatlakoztatásához. Ehhez a mérőnek néhány dologra van szüksége:
Beépített modemekkel rendelkező új mérőeszközök vásárlása bizonyos esetekben szerencsés (azaz amikor a mérő olyan öreg, hogy nem felel meg a fent kiemelt három alapvető követelmény egyikének sem).
A legtöbb mérőeszköz azonban csak az előírásoknak megfelelően bővíthető, és csak akkor felel meg az LTE-kapcsolat igényeinek, ha a mobilhálózati infrastruktúra már lefedi a telepítési területet.
Míg a villamosenergia-fogyasztásmérők gyakran csatlakozási porttal rendelkeznek, a gáz- és vízmérők általában nincsenek felszerelve ezzel a hardverrel, és előfordulhat, hogy az infrastruktúra nem felel meg a követelményeknek.
A telepítési folyamat az eszköz gyártójától függ. Míg egyes modemek plug-and-play módban működnek, másoknál szükség lehet megfelelő frissítésekre.
Különböző típusú LTE-modemek állnak rendelkezésre intelligens mérési célokra, melyek teljesítményük szerint sebesség különféle kategóriákra vannak sorolva.
A legtöbb villamos fogyasztásmérő olyan jól ismert márkáktól származik, mint a Honeywell (Elster), a Landis+Gyr és az Itron.
A modemek általában hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek minden eszközgyártó számára.
Néhány példa termékcsaládunkból:
Az első modemhez hasonlóan a WM-ES2 készülék is rendelkezik RS232 és RS485 csatlakozási képességekkel, de az Itron ACE6000, ACE8000 és ACE SL7000 mérőkhöz. Az elsőhöz hasonlóan ez a modem a mérő kapocsfedelébe szerelhető, és biztonságosan rögzíthető. A készülék LTE-kapcsolatot biztosít.
Csakúgy, mint a fentiekben kiemelt két modem, a WM-E3S készülék is hasonló funkciókat kínál a Honeywell AS220, AS230, AS300 típusú mérőkhöz és a gyártó egyéb villanyóráihoz.
Minden modem egyedi szoftverrel rendelkezik a firmware vagy a konfiguráció távoli frissítéséhez, amely lehetővé teszi az eszközbeállítások önálló kezelését.
Az ilyen példák segítenek megtalálni az ideális megoldást a hálózat meglévő intelligens mérőihez.
További információkért böngészhet az intelligens fogyasztásmérő modem kínálatunkban.
Mivel az NB-IoT vezető szerepet tölt be, így azt javasoljuk, hogy tesztelje az új generációs mobilhálózatokat a telepítési helyszíneken néhány mérővel – modemeink segítségével – hogy első kézből lássa az ismertetett előnyöket, mielőtt befektetne a teljes infrastruktúrájába.
Ha pedig a 2G hálózatról 4G hálózatra váltana, tekintse meg a fentebb ismertetett fogyasztásmérő modem kínálatunkat (melyek alakalmazása révén elérhetővé válik a 4G hálózat, 2G „fallback” funkcióval (az elsődleges csatorna kiesése/elérhetetlensége esetén a másodlagos hálózaton kommunikál tovább a készülék).
Mindezek a megoldások kisebb erőforrások felhasználásával megvalósíthatóak és kivitelezhetők a meglévő mérőkben.
A mobil IoT jelenlegi növekedése elképesztő lehetőség azoknak a közmű szolgáltató cégeknek, amelyek versenyelőnyt akarnak szerezni. Próbálja ki és kezdje el a tesztelést még ma!
Cégünk backend fejlesztő pozícióra keres munkaerőt
Cégünk Tesztmérnök munkakörbe keres munkaerőt
Elérhetőségeink a karácsonyi időszakban
Tekintse meg az új árlistánkat!
A WM Rendszerház kiállítóként vett részt a Middle East Energy 2023 világkiállításon, Dubaiban
Cégünk M2M / IoT technológiai kiállítóként vesz részt
Az M2M Rendszerház Kft. és a WM Rendszerház Kft. idén, fennállásának 20. évfordulóját ünnepli!
Theodore Paraskevakos kifejlesztette az első távfelügyeleti rendszert, amely digitális távvezetékeket használt a telefonvonal-azonosító rendszer (Caller ID) spin-off-ként. Amióta a kommunikáció volt a legkritikusabb technológiai szempont az intelligens mérésnél. Minden mérőtől elvárható, hogy megbízható és biztonságos módon küldjön adatokat egy központi szerverre. Figyelembe véve a mérőórák különböző környezeteit, ez nyilvánvalóan nem könnyű feladat.
Cégünk kiállítóként vett részt az European Utility Week 2019 nemzetközi közműszolgáltatói kiállításon, Párizsban. Tekintse meg az expó területén felállított Smart City és IoT standunkat!
Személyes adatok védelme, az Európai Unió Általános Adatvédelmi Rendelete (GDPR) szerint
