@Monitoring - spremljanje obratovalnih parametrov, poškodb in okvar naprav

IoE.Systems

1. Uvod.

@Monitoringje integriran (sproten) opozorilni sistem za naprave, vozila in druge objekte.

Možne aplikacije:

• merjenje različnih fizikalnih parametrov

• varnost, spremljanje, zgodnje opozarjanje, alarmi

• GPS-lokacija GPS

• zaznavanje premika, prevračanja, obračanja, vibracij

• merjenje tlaka (spremembe višine)

• elektronski kompas (sprememba položaja)

• nepravilnosti med delom in počitkom

• mikro poškodbe

• korozija

• tatvina, sabotaža

• analiza podatkov (BIM - modeliranje informacij)

• "Predvidljivo vzdrževanje" - napovedovanje in zgodnje odkrivanje škode

• samodejni izklop / blokada naprav

• integracija naprav, strojev

• digitalna preobrazba

Sistem @Monitoring omogoča spremljanje:

• stroji, naprave, žerjavi

• antenski drogovi

• električni drogovi, drogovi, daljnovodi

• avtobusna / tramvajska postajališča

• Ulične svetilke (s krmilno funkcijo)

• skladišča, skladišča za blago, ki zahteva posebne pogoje skladiščenja

• parametri skladiščenja in prevoza dragocenega blaga

• vse vrste vozil

• reklamni panoji, oglasi

@Monitoring je del Pametnega mesta "@City" sistem in deluje z vsemi njegovimi aplikacijami.

Meritve se izvajajo vsakih 10 sekund do 15 minut, odvisno od komunikacijske metode in uporabljenega obsega, pri čemer se posodabljajo podatki v @City oblak.

Sistem @Monitoring omogoča avtonomno spremljanje položaja GPS predmetov in prikaz na zemljevidih ​​v "@City Cloud" internetni portal, posvečen posameznemu partnerju. Dostop do portala je lahko zaseben (omejen na pooblaščene osebe) ali javni (splošno dostopen), odvisno od aplikacije.

Na voljo so naslednji podatki GPS / GNSS:

• geografski položaj (zemljepisna dolžina, širina)

• višina nad morsko gladino

• trenutna hitrost

• smer gibanja

• število zaznanih satelitov (natančnost merjenja)

Poleg tega sistem omogoča merjenje parametrov prevoza ali skladiščenja blaga zahvaljujoč več senzorjem različnih vrst, npr. temperatura, vlaga, poplave, vibracije, pospeševanje, žiroskop, prah, HOS itd.

Za velike rešitve obstaja možnost namenskega strežnika ali VPS (Virtual Private Server) za portal / spletno mesto "@City Cloud" samo za enega partnerja.

Sistem @Monitoring je rešitev IoT / CIoT / IIoT, sestavljena iz namenskih inteligentnih elektronskih naprav za vsak nadzorovani predmet / napravo. Naprave lahko izvajajo meritve položaja GPS / GNNS in komunicirajo z "@City Cloud".

The @Monitoring naprave lahko hkrati izvajajo funkcije merjenja, nadzora in alarmiranja s pomočjo dodatnih senzorjev ali detektorjev:

• merjenje smoga / prahu / delcev (@AirQ) - PPM senzor delcev 2,5 / 10um

• temperatura, vlaga, tlak, splošna kakovost zraka

• nevihta / strela

• 3-osni (X, Y, Z) senzorji (npr. zaščita pred krajo / posegom itd. ):

  • pospešek (vibracije),

  • magnetno (magnetno polje),

  • naklon (premik),

  • žiroskop (rotacija)

  • elektronski kompas

• bližina (~ 10 cm) in razdalja (~ 4 m)

• osvetlitev (izpostavljenost sončnemu sevanju, infrardeči svetlobi)

• barva (R, G, B, IR)

• hrupa

• tok, napetost, (stanje baterije, fotovoltaika, poraba električne energije, hitrost polnjenja baterije)

• zmogljivosti (npr. dotik ali za priključitev katerega koli kapacitivnega merilnega senzorja)

• odpornost (npr. poplave, vlaga)

Podatki se pošljejo na strežnik @City sistem - v mini oblak, namenjen partnerju (podjetju, mestu, občini ali regiji).

Sistem omogoča vizualizacijo v realnem času, geopozicioniranje in prikaz na zemljevidu ter "modeliranje informacij" (BIM) in jih uporabljajo za izvajanje določenih reakcij. Možno je tudi neposredno pošiljanje alarmnih sporočil zaradi anomalije ali preseganja vrednosti merjenja kritičnih parametrov (npr. sprememba položaja strojev, naprav, vibracije, nagibanje, prevračanje, nevihte).

Za zelo razpršene naprave in količino prenesenih podatkov je glavna vrsta komunikacije GSM + GPS prenos. V primerih, ko pogosto osveževanje podatkov ni potrebno in je potrebna večja pokritost, lahko komunikacijo dosežemo z uporabo LoRaWAN tehnologija velikega dosega. Vendar to zahteva pokritost območja LoRaWAN s komunikacijskimi prehodi. V idealnih primerih je mogoče komunicirati do 10-15 km.

Za naprave, ki delujejo v industrijskih obratih ali podjetjih (nizka razpršenost), je mogoče uporabiti različico sistema, ki temelji na Wifi brezžična komunikacija. To znatno zmanjša stroške in poenostavi omrežno infrastrukturo v primerjavi z LoRaWAN in GSM.

Krmilniki za nadzor so po potrebi lahko opremljeni tudi z industrijskimi žičnimi komunikacijskimi vmesniki ( CAN, RS-485 / RS-422, Ethernet ) s pošiljanjem informacij prek ustreznega komunikacijskega prehoda v oblak @City.

To omogoča hibridno delovanje in katero koli kombinacijo komunikacijskih vmesnikov, ki jih zahteva sistem ali optimizacijo stroškov.

Poleg možnosti samodejnega izklopa / blokiranja sistem v primeru nepravilnosti generira alarme, kar omogoča takojšnje ročno ukrepanje, da se preprečijo poškodbe naprav.

2. Zmožnosti sistema za spremljanje

Glavne značilnosti @Monitoring sistem:

• Možnost mobilnega dela - z možnostjo sledenja in geopozicioniranja

• Možnost mirujočega dela - varnost (naprave, stroji in predmeti)

• Možnost merjenja delcev PPM 2,5 / 10um

• Splošne meritve: kakovost zraka, tlak, temperatura, vlaga, koncentracija škodljivih plinov, nevihta / nevihta

• Možnost odkrivanja škode, nepravilnosti, vandalizma in obveščanje intervencijskih skupin (npr. prek SMS-a).

• Možnost daljinskega upravljanja ali izklopa naprav.

• Možnost meritev od približno 10s do več ur - v realnem času 24h / dan.

• Osnovni brezžični prenos GSM: 2G, 3G, LTE, SMS, USSD (za katerega koli operaterja *), LTE-M1* (Oranžna), NB-IoT** (T-Mobile) - zahteva SIM kartico ali MIM izbranega operaterja in naročnine za tarife za prenos podatkov ali telemetrijo, M2M ali dolgoročne pogodbe.

• AlternativaLoraWAN brezžični prenos - dodatne naročnine niso potrebne. Zahteva zagotavljanje prave količine prehodov LoRaWAN (povezanih z internetom), ki pokrivajo območje. Doseg LoRaWAN je veliko večji od dosega tehnologije GSM, približno 10-15 km kilometrov na malo urbaniziranem območju. LoRaWAN na velikih razdaljah pa je veliko počasnejši od tehnologij GSM in ni primeren za vse aplikacije.

• Neobvezni prenosi v industrijskih obratih, skladiščih ( WiFi, RS-485/422, CAN, RF, Ethernet )

• Neobvezno sprotno merjenje položaja GPS (zemljepisna širina, dolžina, nadmorska višina, hitrost, smer)

• Izbirno samopozicioniranje na zemljevidih ​​s trenutnimi rezultati meritev

• Samozaščita in nadzor merilnih naprav (pred krajo in opustošenjem - alarm)

*, ** - odvisno od razpoložljivosti storitve operaterja na trenutni lokaciji (ki zajema celotno območje). Naprave pa lahko delujejo v hibridnem načinu (številne različice komunikacije v enem sistemu).

3. Primeri uporabe (sistemi v realnem času - na spletu)

3.1. Nadzor naprav in strojev (zlasti brez vzdrževanja)

• optimalni delovni pogoji (temperatura, tlak, vlaga, hrup)

• 3-osno (X, Y, Z) merjenje in spremljanje pospeševanja, vrtenja, premika, udarca, vibracij, vibracij, nagiba, prostega padca

• daljinsko zaustavitev naprave, ko so dovoljeni parametri preseženi, da se prepreči popolno uničenje ali večja okvara.

• meritve porabe električne energije in polnjenja akumulatorja

• zaščita električnih naprav pred nepooblaščenim vklopom (inteligentni alarm in "imobilizator" )

• Gumb v sili (panika)

3.2. Drogovi / drogovi in ​​daljnovodi

• merjenje vibracij, pospeška (3-osni merilnik pospeška)

• merjenje sprememb odstopanja (3-osni naklon)

• merjenje torzije (3-osni žiroskop)

• merjenje korozije (odpornostni senzor)

• zaznavanje pristopa / poskus vzpona na steber (proksimeter)

• samopozicioniranje na zemljevidih ​​(GPS / GNSS)

• merjenje temperature, tlaka (nadmorske višine), vlažnosti, hrupa, padavin, neviht, smoga, onesnaženosti zraka itd.

• merjenje jakosti magnetnega sevanja (sorazmerno s tokom, ki teče v žici, in odklonom žice)

• pridobivanje energije (fotovoltaika in / ali magnetno polje visokonapetostnih kablov)

• merjenje tokov v kablu skozi pretvornike

• odkrivanje izpada električne energije

3.3. Stebri / antenski stebri, antene, pasice, oglasi

• merjenje vibracij, pospeška (3-osni merilnik pospeška)

• merjenje sprememb odstopanja (3-osni naklon)

• merjenje torzije / vrtenja (3-osni žiroskop)

• položaj nagiba (položaj / smer) naklona / višine antene (3-osni elektronski kompas)

• merjenje korozije (odpornostni senzor)

• zaznavanje pristopa / poskus vzpona na steber (proksimeter) do 4m

• samopozicioniranje na zemljevidih ​​(GPS / GNSS)

• merjenje temperature, tlaka (nadmorske višine), vlažnosti, hrupa, padavin, neviht, smoga, onesnaženosti zraka itd.

• pridobivanje energije (pridobivanje električne energije iz sončnega in / ali antenskega polja)

• zavarovanje opreme BTS

4. @ Nadzor dela naprave

Naprava deluje 24 ur na dan, minimalno obdobje merjenja in prenosa podatkov je približno 10 sekund. Ta čas je odvisen od skupne dolžine vseh meritev, vključno s časom prenosa. Čas prenosa je odvisen od uporabljenega oddajnega medija, pa tudi od ravni signala in hitrosti prenosa na določeni lokaciji.

Naprava lahko meri tudi trdne delce (2,5 / 10um), tlak, temperaturo, vlago, splošno kakovost zraka - raven škodljivih plinov (možnost B). To vam omogoča zaznavanje vremenskih nepravilnosti (hitre spremembe temperature, tlaka, vlage), požare in nekatere poskuse nedovoljenega posega v napravo (zmrznitev, poplave, kraje itd.) ). Omogoča tudi meritve parametrov prevoza ali blaga z analizo podatkov pospeševalnih, magnetnih, žiroskopskih in drugih senzorjev.

S pogostimi prenosi iz naprave v oblak (vsakih nekaj deset sekund) je tudi zaščita pred alarmom za napravo v primeru:

• poskuša razstaviti

• opustošenje

• sabotaža

• spremembe lokacije

• itd.

To omogoča takojšnje posredovanje policije ali lastnega osebja ob odkritju morebitnih nepravilnosti.

Naprava (v fazi izdelave) je lahko opremljena z dodatnimi dodatki za:

• nadzor osvetlitve LED žarnice, vklop / izklop električnih naprav.

• Infrardeča povezava za komunikacijo na kratke razdalje (pošiljanje / sprejemanje)

• merilni senzorji: tok, napetost, zmogljivost, upor, barva, stopnja osvetlitve (ALS)

• senzorji bližine - proksimeter (obseg približno 10 cm) in srednji domet (obseg približno 4 m)

• 3-osni senzorji (X, Y, Z - vse smeri): pospešek / vibracije (merilnik pospeška), magnetometer (magnetno polje), žiroskop (zaznavanje kota vrtenja), naklon (senzor premika)

• senzor nevihte / strele (z razdaljo do 40 km)

• Povezljivost Bluetooth (komunikacija npr. z mobilnim telefonom), NFC (npr. RFID za avtorizacijo oseb) s bližnjimi karticami ali telefonom.

4.1. Komunikacija

Prenos merilnih podatkov se izvaja prek enega komunikacijskega vmesnika *:

• GSM (2G..4G, USSD, SMS, LTE-M1, NB-IoT) - zahteva naročnino na operaterja GSM in popolno kritje za izbrano storitev. Največji doseg je nekaj kilometrov od GSM BTS na prostem.

• LoRaWAN (868MHz / EU, 902..915MHz / drugi) - radijska komunikacija velikega dosega v javnem pasu (brez določanja položaja GPS). Zaradi odprte in proste narave frekvenčnega pasu obstaja nevarnost motenj in zastojev naprave zaradi drugih naprav. @City LoRaWAN zahteva namestitev najmanj enega internetnega prehoda LoRaWAN + - ki zagotavlja pokritost celotnega območja (npr. na visokih dimnikih ali jambonih GSM ali zunanjih antenah na visokih stavbah). Največji doseg do 10-15 km v nizkourbanih območjih.

• Za zaščito stacionarnih strojev in naprav je mogoče uporabiti a Wifi krmilniki (brez preverjanja položaja GPS).

• Za stacionarne objekte je mogoče uporabiti tudi žične vmesnike, ki so na voljo v eHouse sistem (RS-422/485, CAN, Ethernet)

* - odvisno od izbrane vrste gonilnika @Monitoring in možnosti modema

5. Namenska platforma @City (oblak)

The @City platforma, hrbtna / čelna stran je podrobneje obravnavana v "eMesto" dokument.

6. Spletna vizualizacija na zemljevidih

Geo-položaje GPS je mogoče prikazati na zemljevidih ​​skupaj z meritvenimi vrednostmi senzorjev in drugimi parametri, npr. čas merjenja (prilagajanje). Nenehno se osvežujejo.

Ogledate si lahko trenutne podatke za vse naprave ali pretekle podatke za eno napravo.

7. Vizualizacija rezultatov v tabeli

Rezultati so lahko prikazani tudi v prilagojenih tabelah (iskanje, razvrščanje, omejevanje rezultatov). Tabele imajo tudi individualno prilagojeno grafiko (tema). Možno je prikazati tabelo s trenutnimi podatki za vse naprave @ City / @ Monitoring ali arhivske tabele za eno napravo. V primeru sistema @Monitoring to omogoča, na primer, preverjanje drugih meritev, ugotavljanje nedelujočih / poškodovanih naprav itd.

8. Palični grafikoni.

Palični grafi so razvrščeni "normalizirano" vrstice na največjo vrednost, od najvišje do najnižje.

Uporabne so za hitro preverjanje ekstremnih rezultatov in takojšnje ukrepanje.

Če premaknete miško nad vrstico, se prikažejo dodatne informacije o napravi (druge meritve in podatki o lokaciji)

9. Arhivske karte.

Za izbrani parameter je mogoče za določen čas prikazati zgodovinske karte (npr. Trdne snovi PM2,5, temperatura, vlaga itd. ) za katero koli napravo.

9.1. Stolpični diagram: (prikaže samo obstoječe podatke)

9.2. Neprekinjen grafikon: (za iste vhodne podatke)

Premikanje kazalca miške prikazuje podrobne merilne vrednosti in datum / čas.

10. Različice opreme

Naprave so lahko v številnih različicah strojne opreme glede možnosti opreme in ohišij (kar daje več kombinacij). Za merjenje kakovosti zraka @AirQ, naprava mora biti v stiku s tekočim zrakom "zunanji" , ki nalaga določene zahteve glede zasnove ohišja.

Zato lahko ohišja naročite posamezno, odvisno od potreb.

10.1. Možnosti za elektroniko

• Uporaba senzorja za delce 2,5 / 10um

• Uporaba okoljskega senzorja (temperatura, vlaga, tlak, kakovost zraka)

• Uporaba elementov za nadzor razsvetljave

• Uporaba katere koli kombinacije senzorjev za izbrano aplikacijo (v fazi izdelave celotne serije)

• Različne variante moči (230V, 230V + UPS, baterija, pridobivanje energije - fotovoltaika, magnetno polje itd. )

10.2. Montaža

• Nepremične naprave in stroji

• mobilne naprave (avtomobili, ladje, tovornjaki)

10.3. Ovitki

• namenska stacionarna kovinska ohišja / mobilna ohišja - izbrana barva, grafično oblikovanje, tisk / nalepke, način pritrditve

• prilagojena plastična ohišja

• namenska plastična ohišja

• primer je odvisen od velikosti baterije

11. Uporabne informacije

Uporabljeni laserski senzor za onesnaževanje zraka se lahko poškoduje, če je koncentracija prahu in katrana previsoka, v tem primeru pa je izključen iz garancije sistema. Lahko ga kupite ločeno kot rezervni del.

Garancija izključuje mehanske poškodbe, ki jih neposredno povzročijo strele, vandalizem, sabotaže na napravi (poplave, zmrzovanje, kajenje, mehanske poškodbe itd.) ).

Nekateri merilni senzorji (MEM) imajo tudi kritične vrednosti, katerih preseganje bo povzročilo škodo na napravi / senzorju in je prav tako izključeno iz garancije.

Čas delovanja zunanje baterije je odvisen od: moči signala GSM, temperature, velikosti baterije, frekvence in števila meritev ter poslanih podatkov.

12. Parametri delovanja naprave @Monitoring

Električni in delovni parametri so dokumentirani na "IoT-CIoT-devs-en" mapa.