@Monitoring - sledovanie prevádzkových parametrov, poškodení a porúch prístroja

IoE. Systémy

1. Úvod.

@Monitorovanieje integrovaný výstražný systém (v reálnom čase) pre zariadenia, vozidlá a ďalšie zariadenia.

Možné aplikácie:

• meranie rôznych fyzikálnych parametrov

• bezpečnosť, monitorovanie, včasné varovanie, alarmy

• Geografické umiestnenie GPS

• detekcia posunutia, prevrátenia, otočenia, vibrácií

• meranie tlaku (zmeny výšky)

• elektronický kompas (zmena polohy)

• anomálie počas práce a odpočinku

• mikropoškodenie

• korózia

• krádež, sabotáž

• analýza dát (BIM - informačné modelovanie)

• "Prediktívna údržba" - predpoveď a včasné zistenie poškodenia

• automatické vypínanie / blokovanie zariadení

• integrácia zariadení, strojov

• digitálna transformácia

Systém @Monitoring umožňuje sledovať:

• stroje, prístroje, žeriavy

• anténne stožiare

• silové stožiare, stĺpy, elektrické vedenia

• autobusové / električkové zastávky

• Pouličné lampy (s kontrolnou funkciou)

• sklady, skladovacie miestnosti pre tovar, ktorý si vyžaduje špecifické podmienky skladovania

• skladovacie a prepravné parametre hodnotného tovaru

• všetky druhy vozidiel

• billboardy, reklamy

@Monitorovanie je súčasťou Smart City "@Mesto" systému a pracuje so všetkými jeho aplikáciami.

Merania sa vykonávajú každých 10 sekúnd až 15 minút v závislosti od použitej komunikačnej metódy a použitého rozsahu, pričom sa aktualizujú údaje v @City cloud.

Systém @Monitoring umožňuje autonómne sledovanie polohy GPS objektov a ich zobrazovanie na mapách v "@Mesto Cloud" internetový portál venovaný individuálnemu partnerovi. Prístup na portál môže byť súkromný (obmedzený na oprávnené osoby) alebo verejný (všeobecne dostupný) v závislosti od aplikácie.

K dispozícii sú nasledujúce údaje GPS / GNSS:

• geografická poloha (zemepisná dĺžka, šírka)

• výška nad morom

• aktuálna rýchlosť

• smer pohybu

• počet zistených satelitov (presnosť merania)

Systém navyše umožňuje merať parametre prepravy alebo skladovania tovaru vďaka niekoľkým senzorom rôznych typov, napr. teplota, vlhkosť, záplavy, vibrácie, zrýchlenie, gyroskop, prach, VOC atď.

Pre veľké riešenia existuje možnosť vyhradeného servera alebo VPS (Virtual Private Server) pre portál / web "@Mesto Cloud" iba pre jedného partnera.

Systém @Monitoring je riešenie IoT / CIoT / IIoT pozostávajúce z vyhradených inteligentných elektronických zariadení pre každý monitorovaný objekt / zariadenie. Zariadenia môžu vykonávať meranie polohy GPS / GNNS a komunikáciu s "@Mesto Cloud".

The @Monitorovanie zariadenia môžu súčasne vykonávať funkcie merania, monitorovania a alarmu pomocou voliteľných senzorov alebo detektorov:

• meranie smogu / prachu / častíc (@AirQ) - snímač častíc PPM 2,5 / 10um

• teplota, vlhkosť, tlak, všeobecná kvalita vzduchu

• búrka / blesk

• 3-osové (X, Y, Z) snímače (napr. ochrana proti krádeži / neoprávnenej manipulácii atď. ):

  • zrýchlenie (vibrácie),

  • magnetické (magnetické pole),

  • sklonomer (zdvihový objem),

  • gyroskop (rotácia)

  • elektronický kompas

• vzdialenosť (~ 10 cm) a dosah na dlhé vzdialenosti (~ 4 m)

• osvetlenie (vystavenie slnečnému žiareniu, infračervené žiarenie)

• farebný (R, G, B, IR)

• hluk

• prúd, napätie (stav batérie, fotovoltaika, spotreba elektriny, rýchlosť nabíjania batérie)

• kapacity (napr. dotykom alebo na pripojenie akýchkoľvek kapacitných meracích senzorov)

• odpor (napr. povodeň, vlhkosť)

Údaje sa odosielajú na server @Mesto systém - do mini cloudu určeného pre partnera (spoločnosť, mesto, obec alebo región).

Systém umožňuje vizualizáciu v reálnom čase, geografické umiestnenie a zobrazenie na mape, ako aj "informačné modelovanie" (BIM) a ich použitie na vykonávanie špecifických reakcií. Je tiež možné priamo posielať poplašné správy v dôsledku anomálie alebo prekročenia hodnoty merania kritických parametrov (napr. zmena polohy strojov, prístrojov, vibrácií, náklonu, prevrátenia, búrok).

Pre veľmi rozptýlené zariadenia a množstvo prenesených údajov je hlavným typom komunikácie GSM + GPS prenos. Alternatívne v situáciách, keď nie je potrebné časté obnovovanie údajov a je potrebné väčšie pokrytie, možno komunikáciu uskutočniť pomocou LoRaWAN technológia dlhého dosahu. To si však vyžaduje pokrytie rozsahu LoRaWAN komunikačnými bránami. V ideálnych prípadoch je možné komunikovať až 10 - 15 km.

Pre zariadenia pracujúce v priemyselných podnikoch alebo podnikoch (nízka disperzia) je možné použiť variant systému založený na WiFi bezdrôtová komunikácia. To významne znižuje náklady a zjednodušuje sieťovú infraštruktúru vo vzťahu k LoRaWAN a GSM.

Kontroléry @Monitoring môžu byť podľa potreby vybavené aj priemyselnými káblovými komunikačnými rozhraniami ( CAN, RS-485 / RS-422, Ethernet ) zaslaním informácií prostredníctvom príslušnej komunikačnej brány do cloudu @City.

To umožňuje hybridnú prevádzku a akúkoľvek kombináciu komunikačných rozhraní, ktoré vyžaduje systém alebo optimalizácia nákladov.

Okrem možností automatického vypnutia / blokovania systém generuje alarmy v prípade anomálií, čo umožňuje okamžité manuálne zásahy, aby sa zabránilo poškodeniu zariadení.

2. Možnosti systému @Monitoring

Hlavné črty @Monitorovanie systém:

• Možnosť mobilnej práce - s možnosťou sledovania a geopolohovania

• Možnosť stacionárnej práce - bezpečnosť (prístroje, stroje a akékoľvek predmety)

• Možnosť zmerať častice PPM 2,5 / 10um

• Celkové meranie: kvalita vzduchu, tlak, teplota, vlhkosť, koncentrácia škodlivých plynov, hromy / búrky

• Možnosť zistenia poškodenia, anomálií, vandalizmu a informovania zásahových skupín (napr. prostredníctvom SMS).

• Schopnosť diaľkového ovládania alebo vypínania zariadení.

• Možnosť meraní od cca 10s do niekoľkých hodín - v reálnom čase 24h / deň.

• Základný bezdrôtový prenos GSM: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (pre ľubovoľného operátora *), LTE-M1* (Oranžová), NB-IoT** (T-Mobile) - vyžaduje SIM kartu alebo MIM vybraného operátora a predplatné za tarify za dátový prenos alebo telemetriu, M2M alebo dlhodobé zmluvy.

• AlternatívneLoraWAN bezdrôtový prenos - nie sú potrebné žiadne ďalšie poplatky za predplatné. Vyžaduje to poskytovanie správneho množstva brán LoRaWAN (pripojených na internet) na pokrytie tejto oblasti. Dosah LoRaWAN je oveľa väčší ako dosah technológie GSM, približne 10 - 15 km v trochu urbanizovanej oblasti. LoRaWAN na veľké vzdialenosti je však oveľa pomalší ako technológie GSM a nie je vhodný pre každú aplikáciu.

• Voliteľné prevodovky v priemyselných zariadeniach, skladoch ( WiFi, RS-485/422, CAN, RF, Ethernet )

• Voliteľné meranie polohy GPS v reálnom čase (zemepisná šírka, dĺžka, nadmorská výška, rýchlosť, smer)

• Voliteľné automatické určovanie polohy na mapách s aktuálnymi výsledkami merania

• Vlastná ochrana a monitorovanie meracích prístrojov (proti krádeži a devastácii - alarm)

*, ** - závisí od dostupnosti služieb operátora v aktuálnom mieste (pokrýva celú oblasť). Zariadenia však môžu pracovať v hybridnom režime (veľa komunikačných variantov v jednom systéme).

3. Príklady použitia (systémy v reálnom čase - online)

3.1. Monitorovanie prístrojov a strojov (hlavne bezúdržbové)

• optimálne pracovné podmienky (teplota, tlak, vlhkosť, hluk)

• 3-osové (X, Y, Z) meranie a sledovanie zrýchlenia, rotácie, posunu, šoku, vibrácií, vibrácií, náklonu, voľného pádu

• diaľkové vypnutie zariadenia pri prekročení prípustných parametrov, aby sa zabránilo úplnému zničeniu alebo väčšej poruche.

• meranie spotreby elektrickej energie a nabíjania batérie

• ochrana elektrických zariadení pred neoprávneným zapnutím (inteligentný alarm a "imobilizér" )

• Núdzové tlačidlo (panika)

3.2. Stožiare / stĺpy a elektrické vedenie

• meranie vibrácií a zrýchlenia (3-osový akcelerometer)

• meranie odchýlok odchýlok (3-osý inklinometer)

• meranie krútenia (3-osý gyroskop)

• meranie korózie (odporový snímač)

• detekcia priblíženia / pokusu o výstup na tyč (proxymeter)

• automatické určovanie polohy na mapách (GPS / GNSS)

• meranie teploty, tlaku (nadmorskej výšky), vlhkosti, hluku, zrážok, búrok, smogu, znečistenia ovzdušia atď.

• meranie intenzity magnetického žiarenia (úmerné prúdu pretekajúcemu v drôte a vychýleniu drôtu)

• získavanie energie (fotovoltaika a / alebo magnetické pole vysokonapäťových káblov)

• meranie prúdov v kábli prevodníkmi

• detekcia výpadku napájania

3.3. Poliaky / Anténne stožiare, antény, bannery, reklamy

• meranie vibrácií a zrýchlenia (3-osový akcelerometer)

• meranie odchýlok odchýlok (3-osý inklinometer)

• meranie krútenia / rotácie (3-osý gyroskop)

• polohovanie (poloha / smer) uhol sklonu / vyvýšenie antén (3-osový elektronický kompas)

• meranie korózie (odporový snímač)

• detekcia priblíženia / pokusu vyliezť na tyč (proxymeter) až do 4m

• automatické určovanie polohy na mapách (GPS / GNSS)

• meranie teploty, tlaku (nadmorskej výšky), vlhkosti, hluku, zrážok, búrok, smogu, znečistenia ovzdušia atď.

• získavanie energie (získavanie elektriny zo slnečného a / alebo anténneho poľa)

• zabezpečenie BTS zariadenia

4. @ Monitorovanie práce zariadenia

Zariadenie pracuje 24 hodín denne, minimálna doba merania a prenosu dát je asi 10 sekúnd. Tento čas závisí od celkovej dĺžky všetkých meraní vrátane času prenosu. Čas prenosu závisí od použitého prenosového média, ako aj od úrovne signálu a rýchlosti prenosu v danom mieste.

Zariadenie dokáže merať aj pevné častice (2,5 / 10 μm), tlak, teplotu, vlhkosť, všeobecnú kvalitu vzduchu - hladinu škodlivých plynov (možnosť B). To vám umožní zistiť anomálie počasia (rýchle zmeny teploty, tlaku, vlhkosti), požiare, ako aj niektoré pokusy o manipuláciu so zariadením (zamrznutie, záplava, krádež atď.) ). Umožňuje tiež meranie parametrov dopravy alebo tovaru analýzou údajov z akceleračných, magnetických, gyroskopov a ďalších senzorov.

Pri častom prenose zo zariadenia do cloudu (každých niekoľko desiatok sekúnd) ide tiež o alarmovú ochranu zariadenia v prípade:

• pokusy o demontáž

• devastácia

• sabotáž

• zmeny polohy

• atď.

To umožňuje okamžitý zásah polície alebo vlastných zamestnancov po zistení akýchkoľvek anomálií.

Zariadenie (vo fáze výroby) môže byť vybavené ďalším príslušenstvom pre:

• ovládanie osvetlenia LED žiarovkou, zapínanie a vypínanie elektrických zariadení.

• Infračervené spojenie na krátku vzdialenosť (odosielanie / prijímanie)

• meracie senzory: prúd, napätie, kapacita, odpor, farba, úroveň osvetlenia (ALS)

• bezdotykové snímače - proxymeter (dosah asi 10 cm) a stredný dosah (dosah asi 4 m)

• 3osové snímače (X, Y, Z - všetky smery): zrýchlenie / vibrácie (akcelerometer), magnetometer (magnetické pole), gyroskop (detekcia uhla otáčania), inklinometer (snímač posunu)

• senzor búrky / blesku (so vzdialenosťou do 40 km)

• Bluetooth pripojenie (komunikácia napr. s mobilným telefónom), NFC (RFID napr. na autorizáciu osôb) pomocou bezdotykových kariet alebo telefónu.

4.1. Komunikácia

Prenos nameraných údajov sa vykonáva cez jedno komunikačné rozhranie *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTE-M1, NB-IoT) - vyžaduje predplatné operátora GSM a úplné pokrytie vybranej služby. Maximálny dosah je niekoľko kilometrov od GSM BTS na otvorenom priestranstve.

• LoRaWAN (868MHz / EU, 902..915MHz / ďalšie) - rádiová komunikácia na veľké vzdialenosti vo verejnom pásme (bez určovania polohy GPS). Z dôvodu otvorenej a voľnej povahy frekvenčného pásma existuje riziko rušenia a rušenia zariadenia inými zariadeniami. @City LoRaWAN vyžaduje inštaláciu minimálne jednej internetovej brány LoRaWAN + - zabezpečenie pokrytia celej oblasti (napr. na vysokých komínoch alebo stožiaroch GSM alebo externých anténach na vysokých budovách). Maximálny dojazd až 10 - 15 km v nízkych mestských oblastiach.

• Na ochranu stacionárnych strojov a prístrojov je možné použiť a WiFi radiče (bez kontroly polohy GPS).

• Pre stacionárne zariadenia je tiež možné použiť káblové rozhrania dostupné v eHouse systém (RS-422/485, CAN, Ethernet)

* - v závislosti od vybraného typu ovládača @Monitoring a možností modemu

5. Vyhradená platforma @City (cloud)

The @Mesto platforma, zadná časť / predná časť, je podrobnejšie opísaná v "eCity" dokument.

6. Online vizualizácia na mapách

Geografické polohy GPS je možné zobraziť na mapách spolu s nameranými hodnotami snímača a ďalšími parametrami, napr. čas merania (prispôsobenie). Sú neustále osviežovaní.

Môžete zobraziť aktuálne údaje pre všetky zariadenia alebo historické údaje pre jedno zariadenie.

7. Vizualizácia výsledkov v tabuľke

Výsledky je možné zobraziť aj v prispôsobených tabuľkách (vyhľadávanie, triedenie, obmedzenie výsledkov). Tabuľky majú tiež individuálne prispôsobenú grafiku (téma). Je možné zobraziť tabuľku s aktuálnymi údajmi pre všetky monitorovacie zariadenia @ City / @ alebo archivovať tabuľky pre jedno zariadenie. V prípade systému @Monitoring to umožňuje napríklad skontrolovať ďalšie merania, určiť nefunkčné / poškodené zariadenia atď.

8. Stĺpcové grafy.

Stĺpcové grafy sa zobrazujú zoradené "normalizované" pruhy na maximálnu hodnotu, od najvyššej po najnižšiu.

Sú užitočné na rýchlu kontrolu extrémnych výsledkov a okamžité kroky.

Podržaním myši nad lištou sa zobrazia ďalšie informácie o zariadení (ďalšie merania a údaje o polohe).

9. Archívne tabuľky.

Pre vybraný parameter je možné zobraziť historické grafy za dané časové obdobie (napr. Pevné látky PM2,5, teplota, vlhkosť atď. ) pre akékoľvek zariadenie.

9.1. Stĺpcový graf: (zobrazuje iba existujúce údaje)

9.2. Priebežný graf: (pre rovnaké vstupné údaje)

Pohybom kurzora myši sa zobrazia podrobné namerané hodnoty a dátum / čas.

10. Varianty vybavenia

Zariadenia môžu byť v mnohých hardvérových variantoch, pokiaľ ide o možnosti vybavenia, ako aj o kryty (čo poskytuje niekoľko kombinácií). Na meranie kvality vzduchu @AirQ, musí byť zariadenie v kontakte s prúdiacim vzduchom "externý" , ktorá kladie určité požiadavky na dizajn bývania.

Preto je možné kryty objednať individuálne podľa potreby.

10.1. Možnosti elektroniky

• Aplikácia snímača častíc 2,5 / 10um

• Použitie snímača okolitého prostredia (teplota, vlhkosť, tlak, kvalita vzduchu)

• Použitie ovládacích prvkov osvetlenia

• Použitie ľubovoľnej kombinácie senzorov pre zvolenú aplikáciu (vo fáze výroby celej série)

• Rôzne varianty napájania (230V, 230V + UPS, batéria, získavanie energie - fotovoltaika, magnetické pole atď. )

10.2. Montáž

• Stacionárne prístroje a stroje

• mobilné zariadenia (osobné automobily, lode, nákladné vozidlá)

10.3. Kryty

• špeciálne stacionárne kovové puzdrá / mobilné škatule - vybraná farba, grafický dizajn, tlač / samolepky, spôsob pripevnenia

• upravené plastové kryty

• vyhradené plastové kryty

• prípad závisí od veľkosti batérie

11. Použiteľné informácie

Použitý laserový snímač znečistenia vzduchu sa môže poškodiť, ak je koncentrácia prachu, dechtu príliš vysoká, a v takom prípade je to vylúčené zo záruky systému. Je možné ho dokúpiť samostatne ako náhradný diel.

Záruka vylučuje mechanické poškodenie spôsobené priamo bleskom, vandalizmom, sabotážou na prístroji (zaplavenie, zamrznutie, fajčenie, mechanické poškodenie atď.) ).

Niektoré meracie senzory (MEM) majú tiež kritické hodnoty, ktorých prekročenie spôsobí poškodenie zariadenia / senzora a je tiež vylúčené zo záruky.

Prevádzková doba externej batérie závisí od: sily signálu GSM, teploty, veľkosti batérie, frekvencie a počtu meraní a odoslaných údajov.

12. Prevádzkové parametre zariadenia @Monitoring

Elektrické a pracovné parametre sú zdokumentované na "IoT-CIoT-devs-sk" spis.