@Monitoring - мониторинг рабочих параметров, повреждений и отказов устройств

IoE.Systems

1. Вступление.

@ Мониторингпредставляет собой интегрированную систему предупреждения (в режиме реального времени) для устройств, транспортных средств и других объектов.

Возможные применения:

• измерение различных физических параметров

• безопасность, мониторинг, раннее предупреждение, сигнализация

• Геолокация по GPS

• обнаружение смещения, опрокидывания, поворота, вибрации

• измерение давления (изменение высоты)

• электронный компас (изменение положения)

• аномалии во время работы и отдыха

• микроповреждения

• коррозия

• воровство, саботаж

• анализ данных (BIM - информационное моделирование)

• "Профилактическое обслуживание" - прогнозирование и раннее обнаружение повреждений

• устройства автоматического выключения / блокировки

• интеграция устройств, машин

• цифровая трансформация

Система @Monitoring позволяет отслеживать:

• машины, устройства, краны

• антенные мачты

• мачты, столбы, ЛЭП

• автобусные / трамвайные остановки

• Уличные фонари (с функцией управления)

• склады, складские помещения для товаров, требующих определенных условий хранения

• параметры хранения и транспортировки ценных товаров

• все виды транспортных средств

• рекламные щиты, реклама

@ Мониторинг является частью умного города "@Город" система и работает со всеми ее приложениями.

Измерения выполняются каждые 10 секунд - 15 минут в зависимости от используемого метода связи и диапазона, данные обновляются в @ Городское облако.

Система @Monitoring позволяет автономно отслеживать положение объектов по GPS и отображать их на картах в "@Город Cloud" Интернет-портал, посвященный индивидуальному партнеру. Доступ к порталу может быть частным (только для уполномоченных лиц) или публичным (общедоступным) в зависимости от приложения.

Доступны следующие данные GPS / GNSS:

• географическое положение (долгота, широта)

• высота над уровнем моря

• текущая скорость

• направление движения

• количество обнаруженных спутников (точность измерения)

Кроме того, система позволяет измерять параметры транспортировки или хранения товаров благодаря нескольким датчикам разного типа, например температура, влажность, затопление, вибрация, ускорение, гироскоп, пыль, летучие органические соединения и т. д.

Для крупных решений есть возможность выделенного сервера или VPS (Virtual Private Server) для портала / сайта. "@Город Cloud" только для одного партнера.

Система @Monitoring - это решение IoT / CIoT / IIoT, состоящее из специальных интеллектуальных электронных устройств для каждого контролируемого объекта / устройства. Устройства могут выполнять измерение положения GPS / GNNS и связь с "@Город Cloud".

В @ Мониторинг устройства могут одновременно выполнять функции измерения, мониторинга и сигнализации с помощью дополнительных датчиков или детекторов:

• Измерение смога / пыли / твердых частиц (@AirQ) - датчик частиц в частях на миллион 2,5 / 10 мкм

• температура, влажность, давление, общее качество воздуха

• шторм / молния

• 3-осевые (X, Y, Z) датчики (например, защита от кражи / взлома и т. д. ):

  • ускорение (колебания),

  • магнитное (магнитное поле),

  • инклинометр (смещение),

  • гироскоп (вращение)

  • электронный компас

• близость (~ 10 см) и дальняя (~ 4 м) дальность

• освещение (воздействие солнечного излучения, инфракрасного излучения)

• цвет (R, G, B, IR)

• шум

• ток, напряжение, (состояние аккумулятора, фотоэлектрическая энергия, потребление электроэнергии, скорость зарядки аккумулятора)

• возможности (например, прикоснуться, или подключить любые емкостные измерительные датчики)

• сопротивление (например, затопление, влага)

Данные отправляются на сервер @Город система - в мини-облако, посвященное партнеру (компании, городу, коммуне или региону).

Система позволяет осуществлять визуализацию в реальном времени, географическое положение и отображение на карте, а также "информационное моделирование" (BIM) и использовать их для выполнения определенных реакций. Также можно напрямую отправлять аварийные сообщения в результате аномалии или превышения значения измерения критических параметров (например, изменение положения машин, устройств, вибрации, опрокидывание, переворачивание, штормы).

Для сильно рассредоточенных устройств и объема передаваемых данных основным типом связи является GSM + GPS коробка передач. В качестве альтернативы, в ситуациях, когда частое обновление данных не требуется и требуется больший охват, связь может осуществляться с помощью LoRaWAN технология дальнего действия. Однако для этого требуется покрытие диапазона LoRaWAN коммуникационными шлюзами. В идеальном случае можно общаться на расстоянии до 10-15 км.

Для устройств, работающих на промышленных предприятиях или в компаниях (низкая дисперсия), можно использовать вариант системы на основе Вай-фай беспроводная связь. Это значительно снижает затраты и упрощает сетевую инфраструктуру по отношению к LoRaWAN и GSM.

Контроллеры @Monitoring также могут быть оснащены промышленными интерфейсами проводной связи при необходимости ( CAN, RS-485 / RS-422, Ethernet ) путем отправки информации через соответствующий коммуникационный шлюз в облако @City.

Это допускает гибридную работу и любую комбинацию коммуникационных интерфейсов, требуемых системой, или оптимизацию затрат.

В дополнение к возможностям автоматического отключения / блокировки, система генерирует сигналы тревоги в случае аномалий, что позволяет немедленно принять меры вручную для предотвращения повреждения устройств.

2. Возможности @Monitoring System

Основные особенности @ Мониторинг система:

• Возможность мобильной работы - с возможностью трекинга и геолокации.

• Возможность стационарной работы - охрана (приборы, машины и любые предметы)

• Возможность измерения частиц PPM 2,5 / 10 мкм

• Общие измерения: качество воздуха, давление, температура, влажность, концентрация вредных газов, гроза / гроза.

• Возможность обнаружения повреждений, аномалий, вандализма и информирования групп вмешательства (например, через SMS).

• Возможность удаленно управлять или выключать устройства.

• Возможность измерения от 10 секунд до нескольких часов - в реальном времени 24 часа в сутки.

• Базовая беспроводная передача GSM: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (для любого оператора *), LTE-M1* (Апельсин), NB-IoT** (T-Mobile) - требуется SIM-карта или MIM выбранного оператора и абонентская плата для тарифов на передачу данных или телеметрии, M2M или долгосрочных контрактов.

• АльтернативаLoraWAN беспроводная передача - без дополнительной абонентской платы. Это требует обеспечение нужного количества шлюзов LoRaWAN (подключенных к Интернету) для покрытия территории. Радиус действия LoRaWAN намного больше, чем у технологии GSM, около 10-15 км в небольшом урбанизированном районе. Однако LoRaWAN на больших расстояниях намного медленнее, чем технологии GSM, и подходит не для всех приложений.

• Дополнительные трансмиссии на промышленных объектах, складах ( Wi-Fi, RS-485/422, CAN, RF, Ethernet )

• Дополнительное измерение положения GPS в реальном времени (широта, долгота, высота, скорость, направление)

• Дополнительное самопозиционирование на картах с текущими результатами измерений

• Самозащита и мониторинг средств измерений (от кражи и порчи - сигнализация)

*, ** - зависит от доступности услуги оператора в текущем местоположении (охват всей территории). Однако устройства могут работать в гибридном режиме (много вариантов связи в одной системе).

3. Примеры использования (системы реального времени - онлайн)

3.1. Мониторинг устройств и машин (особенно необслуживаемых)

• оптимальные условия работы (температура, давление, влажность, шум)

• 3-осевое (X, Y, Z) измерение и мониторинг ускорения, вращения, смещения, ударов, вибрации, вибрации, наклона, свободного падения

• дистанционное отключение устройства при превышении допустимых параметров во избежание полного разрушения или серьезного отказа.

• измерения расхода электроэнергии и заряда аккумулятора

• защита электрических устройств от несанкционированного включения (интеллектуальная сигнализация и "иммобилайзер" )

• Аварийная кнопка (паника)

3.2. Мачты / столбы и линии электропередач

• измерение вибрации, ускорения (3-х осевой акселерометр)

• измерение отклонений (3-х осевой инклинометр)

• измерение кручения (3-х осевой гироскоп)

• измерение коррозии (датчик сопротивления)

• обнаружение приближения / попытки взойти на шест (проксиметр)

• самопозиционирование на картах (GPS / GNSS)

• измерение температуры, давления (высоты), влажности, шума, осадков, штормов, смога, загрязнения воздуха и т. д.

• измерение интенсивности магнитного излучения (пропорционального току, протекающему в проводе, и отклонению провода)

• сбор энергии (фотогальваника и / или магнитное поле высоковольтных кабелей)

• измерение токов в кабеле через преобразователи

• обнаружение сбоя питания

3.3. Столбы / антенные мачты, антенны, баннеры, реклама

• измерение вибрации, ускорения (3-х осевой акселерометр)

• измерение отклонений (3-х осевой инклинометр)

• измерение кручения / вращения (3-х осевой гироскоп)

• позиционирование (положение / направление) угол наклона / возвышения антенн (3-х осевой электронный компас)

• измерение коррозии (датчик сопротивления)

• обнаружение приближения / попытки подняться на штангу (проксиметр) до 4м

• самопозиционирование на картах (GPS / GNSS)

• измерение температуры, давления (высоты), влажности, шума, осадков, штормов, смога, загрязнения воздуха и т. д.

• сбор энергии (получение электроэнергии из солнечного и / или антенного поля)

• безопасность оборудования BTS

4. @ Мониторинг работы устройства

Устройство работает 24 часа в сутки, минимальный период измерения и передачи данных составляет около 10 секунд. Это время зависит от общей продолжительности всех измерений, включая время передачи. Время передачи зависит от используемой среды передачи, а также от уровня сигнала и скорости передачи в данном месте.

Устройство также может измерять твердые частицы (2,5 / 10 мкм), давление, температуру, влажность, общее качество воздуха - уровень вредных газов (вариант B). Это позволяет обнаруживать погодные аномалии (быстрые изменения температуры, давления, влажности), пожары, а также некоторые попытки вмешательства в работу устройства (замерзание, затопление, кража и т. Д.) ). Он также позволяет измерять параметры транспорта или товаров путем анализа данных с датчиков ускорения, магнитных датчиков, гироскопов и других датчиков.

При частых передачах с устройства в облако (каждые несколько десятков секунд) это также сигнальная защита для устройства в случае:

• попытки демонтировать

• опустошение

• саботаж

• изменение местоположения

• так далее.

Это позволяет немедленно вмешаться полиции или собственному персоналу при обнаружении каких-либо аномалий.

Устройство (на стадии производства) может быть укомплектовано дополнительными аксессуарами для:

• управление освещением светодиодных ламп, включение / выключение электроприборов.

• Инфракрасный для связи на короткие расстояния (отправка / получение)

• датчики измерения: тока, напряжения, емкости, сопротивления, цвета, уровня освещенности (ALS)

• датчики приближения - проксиметр (диапазон около 10 см) и средний диапазон (диапазон около 4 м)

• 3-х осевые датчики (X, Y, Z - все направления): ускорение / вибрация (акселерометр), магнитометр (магнитное поле), гироскоп (определение угла поворота), инклинометр (датчик смещения)

• датчик грозы / молнии (до 40км)

• Связь по Bluetooth (например, связь с мобильным телефоном), NFC (RFID, например для авторизации лиц) с помощью бесконтактных карт или телефона.

4.1. Коммуникация

Передача данных измерений осуществляется через один интерфейс связи *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTE-M1, NB-IoT) - требует абонентской платы оператора GSM и полного покрытия выбранной услуги. Максимальный радиус действия составляет несколько километров от GSM BTS на открытой местности.

• LoRaWAN (868MHz / EU, 902..915MHz / другие) - дальняя радиосвязь в общедоступном диапазоне (без определения местоположения по GPS). Из-за открытого и свободного характера полосы частот существует риск помех и глушения устройства другими устройствами. @City LoRaWAN требует установки как минимум одного интернет-шлюза LoRaWAN +, что обеспечивает покрытие всей территории (например, на высоких дымоходах или мачтах GSM или внешних антеннах на высоких зданиях). Максимальная дальность действия до 10-15 км в пригородах.

• Для защиты стационарных машин и устройств можно использовать Вай-фай контроллеры (без проверки положения по GPS).

• Для стационарных объектов также можно использовать проводные интерфейсы, доступные в eHouse система (RS-422/485, CAN, Ethernet)

* - в зависимости от выбранного типа драйвера @Monitoring и опций модема

5. Выделенная платформа @City (облако)

В @Город платформа, back / front-end более подробно обсуждается в разделе "eCity" документ.

6. Онлайн-визуализация на картах

Геопозиции GPS могут отображаться на картах вместе со значениями измерений датчиков и другими параметрами, например время измерения (настройка). Они постоянно обновляются.

Вы можете просматривать текущие данные для всех устройств или исторические данные для одного устройства.

7. Визуализация результатов в таблице

Результаты также могут отображаться в настраиваемых таблицах (поиск, сортировка, ограничение результатов). Таблицы также имеют индивидуально настроенную графику (Тема). Возможно отображение таблицы с текущими данными для всех устройств @ City / @ Monitoring или архивных таблиц для одного устройства. В случае системы @Monitoring это позволяет, например, проверять другие измерения, определять неработающие / поврежденные устройства и т. Д.

8. Гистограммы.

Отображение гистограмм отсортировано "нормализованный" столбцы до максимального значения, от самого высокого до самого низкого.

Они полезны для быстрой проверки экстремальных результатов и принятия немедленных мер.

При наведении указателя мыши на панель отображается дополнительная информация об устройстве (другие измерения и данные о местоположении).

9. Архивные диаграммы.

Можно отображать исторические диаграммы за определенный период времени для выбранного параметра (например, Твердые частицы PM2,5, температура, влажность и т. Д. ) для любого устройства.

9.1. Гистограмма: (отображает только существующие данные)

9.2. Непрерывный график: (для тех же входных данных)

При перемещении указателя мыши отображаются подробные значения измерений и дата / время.

10. Варианты комплектации

Устройства могут быть во многих аппаратных вариантах, как в вариантах оснащения, так и в корпусах (что дает несколько комбинаций). Для измерения качества воздуха @AirQ, устройство должно контактировать с потоком воздуха. "внешний" , что предъявляет определенные требования к конструкции корпуса.

Поэтому шкафы можно заказать индивидуально в зависимости от потребностей.

10.1. Опции для электроники

• Применение датчика твердых частиц 2,5 / 10 мкм

• Использование датчика окружающей среды (температуры, влажности, давления, качества воздуха)

• Использование элементов управления освещением

• Использование любой комбинации датчиков для выбранного приложения (на стадии производства всей серии)

• Различные варианты питания (230 В, 230 В + ИБП, аккумулятор, сбор энергии - фотоэлектрическая, магнитное поле и т. Д.) )

10.2. Монтаж

• Стационарные устройства и машины

• мобильные устройства (автомобили, корабли, грузовики)

10.3. Охватывает

• специальные стационарные металлические корпуса / мобильные корпуса - выбранный цвет, графический дизайн, печать / наклейки, способ крепления

• адаптированные пластиковые корпуса

• специальные пластиковые корпуса

• корпус зависит от размера батареи

11. Полезная информация

Используемый лазерный датчик загрязнения воздуха может быть поврежден, если концентрация пыли, смолы слишком высока, и в этом случае это исключается из гарантии системы. Его можно приобрести отдельно как запчасть.

Гарантия не распространяется на механические повреждения, вызванные непосредственно молнией, актами вандализма, саботажа устройства (затопление, замерзание, курение, механическое повреждение и т. Д. ).

Некоторые измерительные датчики (MEM) также имеют критические значения, превышение которых приведет к повреждению устройства / датчика и также исключается из гарантии.

Время работы от внешней батареи зависит от: мощности сигнала GSM, температуры, размера батареи, частоты и количества отправленных измерений и данных.

12. Рабочие параметры устройства @Monitoring

Электрические и рабочие параметры задокументированы на "IoT-CIoT-devs-ru" файл.