Устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов
Полезная модель относится к области сбора показаний территориально удаленных друг от друга приборов учета расхода воды, тепла, газа и других учетных приборов коммунального хозяйства. Решена задача создания устройства с двусторонней связью между терминальными устройствами и центром диспетчеризации при невысокой стоимости его эксплуатации. Устройство содержит территориально разнесенные терминальные устройства, каждое из которых состоит из первичного прибора 1, соединенного со счетчиком 2, например теплосчетчиком или счетчиком расхода воды, расхода газа и т.д. Счетчики 2 через цифровой интерфейс соединены с адаптером 4, который содержит микроконтроллер 5 и GSM-модем 6 с антенной, который через систему GPRS и Интернет соединен с центром диспетчеризации - с диспетчерским компьютером 7. В центре диспетчеризации установлен адаптер 8 второй, который состоит из микроконтроллера и GSM-модема с антенной, предназначенного для посылки сигнала из центра диспетчеризации на модем первый для установления адаптером первым TCP/IP сессии.
Полезная модель относится к области сбора показаний территориально удаленных друг от друга приборов учета расхода воды, тепла, газа и других учетных приборов коммунального хозяйства.
Известно устройство сбора информации от территориально разнесенных датчиков (Патент РФ №2173888), которая содержит сеть терминальных устройств, связанных с центром диспетчеризации. Каждое указанное терминальное устройство содержит объединенное двунаправленной шиной микроконтроллера приемопередатчик GSM с антенной, с подключенными к нему блоками аудиоинтерфейса, приемопередатчик спутниковой системы связи с антенной, приемник местоопределения, блок сопряжения с датчиками первичной информации. Центр диспетчеризации и мониторинга содержит сервер сообщений спутниковой системы связи, сервер сообщений службы сервиса, рабочие станции операторов, объединенных в локальную сеть с помощью главного сервера, предназначенного для управления работой указанного центра, формирования команд и сообщений для указанных объектов системы и распределения передаваемой информации, а также радиомодуль GSM с антенной и радиомодуль спутниковой системы связи с антенной, подключенные к серверу сообщений GSM и к серверу спутниковой системы связи соответственно, при этом приемопередатчик GSM и приемопередатчик спутниковой системы связи указанных терминальных устройств выполнены с возможностью передачи сообщений на соответствующие радиомодули центра диспетчеризации и мониторинга, а указанные радиомодули центра диспетчеризации предназначены для приема сообщений от множества терминальных устройств объектов системы и передачи команд на указанные объекты системы.
Рассмотренное устройство отслеживает изменение параметров, для передачи которых требуются разные системы связи. Из-за этого устройство сложное и, соответственно, очень дорогое. Помимо этого эксплуатация его также дорогая. В частности, использование GSM сетей с услугой CSD передачи данных предполагает резервирование за абонентами (прибором и диспетчерским компьютером) сетевого ресурса с момента установления соединения до его разрыва, вне зависимости от того, происходит реальная передача данных или нет. Поэтому здесь применяется повременная тарификация. Для использования в коммунальном хозяйстве для диспетчеризации и мониторинга таких параметров как расход тепла и пр. указанная система из-за высоких
денежных затрат неприменима. Кроме этого, в каждый момент времени с диспетчерским компьютером может быть соединен только один абонент-прибор. Поэтому для получения накопленных данных необходимо циклически опрашивать приборы. При этом теряется время на установление соединения, существенная часть которого оплачивается. К тому же, несмотря на то, что в CSD предоставляется оплачиваемый дуплексный канал, реально обмен производится в полудуплексном режиме: запрос от диспетчерской системы, затем ответ от оборудования. В каждой из этих двух фаз встречное направление простаивает. Кроме того, канал полностью простаивает, когда центр диспетчеризации обрабатывает ответ, и когда терминальные устройства готовят ответ.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по совокупности существенных признаков является устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов, защищенное патентом РФ №2237286.
Известное устройство содержит совокупность территориально разнесенных терминальных устройств, связанных с помощью адаптеров, каждый из которых содержит микроконтроллер, приемник системы местоопределения GPS и модуль GSM, снабженный антенной, через сеть GSM, содержащую систему пакетной передачи сообщений GPRS и центр коротких сообщений SMS, с центром диспетчеризации, обеспечивающим прием, накопление, обработку и анализ сообщений от терминальных устройств.
В известном устройстве существенным является то, что передача информации осуществляется на основе системных кадров, синхронизируемых по временным меткам, получаемых от приемника системы GPS, а структура и состав системного кадра зависит от загрузки GSM-сети, для получения сведений о которой диспетчерский центр непосредственно связан с GSM-сетью дополнительным каналом связи. Передача системного кадра производится всегда по наступлению момента синхронизации и вне зависимости от фактического наличия существенной информации для передачи в диспетчерский центр. Такая организация связи, а также использование нестандартного оборудования приводят к тому, что и внедрение и эксплуатация известного устройства очень дороги, и это является основным недостатком известного устройства.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является разработка устройства диспетчеризации территориально разнесенных приборов учета расхода воды, тепла, газа, в котором предусмотрена дополнительная возможность опроса приборов центром диспетчеризации с соблюдением условия, при котором использование устройства не требует больших денежных затрат.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, также как и известное, содержит совокупность территориально разнесенных терминальных устройств, связанных с помощью адаптера первого, содержащего микроконтроллер и модуль GSM, снабженный антенной, через цифровую сеть, содержащую систему пакетной передачи сообщений GPRS и центр коротких сообщений SMS, с центром диспетчеризации, обеспечивающим прием, накопление, обработку и анализ сообщений от терминальных устройств. Но, в отличие от известного, в предлагаемом устройстве центр диспетчеризации снабжен адаптером вторым, содержащим микроконтроллер и модуль GSM, а адаптер первый дополнительно реализует протокол TCP/IP, на основе которого система GPRS обеспечивает подключение диспетчерского центра к глобальной сети Интернет, а также адаптер первый снабжен возможностью преобразовывать сигнал от адаптера второго, проходящего через систему CSD, в команду передачи информации от терминальных устройств в центр диспетчеризации, причем каждое из терминальных устройств состоит из первичного прибора, соединенного через счетчик расхода воды, или тепла, или газа, цифровой интерфейс с микроконтроллером адаптера первого.
Таким образом, в предложенном устройстве информация передается через систему GPRS и глобальную сеть Интернет, к которой подключен диспетчерский центр. В этом случае оборудование GSM-сети используется только в моменты передачи данных и, соответственно, тарификация производится по объему переданной информации. Оплата услуг связи при этом значительно снижается.
Как правило, передача данных производится по инициативе со стороны терминальных устройств, а именно: при возникновении отклонений в работе приборов, при окончании учетного периода (суточный или месячный учет), и т.д. Адаптер, установленный в центре диспетчеризации, позволяет обратиться к адаптеру, установленному в терминальном пункте, через телефонный номер SIM-карты, установленной в нем, как это делается при работе в варианте CSD. Но при работе в системе GPRS адаптер отклоняет CSD-соединение по входящему вызову, и в ответ на него начинает процедуру установления TCP/IP сессии через GPRS и Интернет. Таким образом, любой входящий вызов рассматривается адаптером, как требование открыть сессию с диспетчерским компьютером. Поскольку реальное CSD-соединение по входящему вызову не выполняется, отсутствует и начисление платы за такой вызов.
Совокупность признаков, изложенных в пункте 2 полезной модели, характеризует устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов, в котором
контроллер адаптера первого имеет дополнительные входы для подключения пожарного и/или охранного извещателей и/или извещателя о затоплении.
Совокупность признаков, изложенных в пункте 3 полезной модели, характеризует устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов, в котором в качестве цифрового интерфейса использован интерфейс RS-232.
Совокупность признаков, изложенных в пункте 4 полезной модели, характеризует устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов, в котором в качестве цифрового интерфейса использован интерфейс RS-485.
Выбор интерфейса зависит от условий эксплуатации. Интерфейс RS-232 используется, если адаптер установлен в непосредственной близости от счетчика первичного прибора. Интерфейс RS-485 применяется тогда, когда необходимо подключить группу приборов или вынести адаптер из зоны радиотени, удалив от места размещения приборов. Расстояние подключения по этому интерфейсу может достигать нескольких сотен метров.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором показана схема устройства диспетчеризации территориально разнесенных объектов.
Устройство диспетчеризации содержит территориально разнесенные терминальные устройства, каждое из которых состоит из первичного прибора 1, соединенного со счетчиком 2, например теплосчетчиком или счетчиком расхода воды, расхода газа и т.д. Счетчики 2 через цифровой интерфейс соединены с адаптером 4, который содержит микроконтроллер 5 и GSM-модем 6 с антенной, который через систему GPRS и Интернет соединен с центром диспетчеризации - с диспетчерским компьютером 7. В центре диспетчеризации установлен адаптер 8 второй, который состоит из микроконтроллера и GSM-модема с антенной, предназначенного для посылки сигнала из центра диспетчеризации на модем первый для установления адаптером первым TCP/IP сессии.
Перед работой производится настройка адаптера. Программное обеспечение его состоит из универсального ядра и сменного драйвера для связи с контролируемыми приборами. Все необходимые параметры и драйвер записываются в адаптер в процессе настройки. Эта информация размещается в постоянной памяти устройства и не разрушается при отключении питания. Драйверы разрабатываются для конкретных типов приборов. Передача информации происходит через систему GPRS на основе протокола TCP/IP. При этом диспетчерский компьютер имеет фиксированный IP-адрес. Ограничением числа приборов, одновременно подключенных к диспетчерскому
компьютеру, является пропускная способность канала подключения к Интернету. Например, подключение через ADSL-модем, работающий на абонентском участке обычной коммутируемой телефонной линии, может обеспечить одновременное взаимодействие с несколькими сотнями приборов. При этом тарификация осуществляется только по объему переданной информации.
1. Устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов, содержащее совокупность территориально разнесенных терминальных устройств, связанных с помощью адаптеров, каждый из которых содержит микроконтроллер и модуль GSM, снабженный антенной, через сеть GSM, содержащую систему пакетной передачи сообщений GPRS и центр коротких сообщений SMS с центром диспетчеризации, обеспечивающим прием, накопление, обработку и анализ сообщений от терминальных устройств, отличающееся тем, что центр диспетчеризации снабжен адаптером вторым, содержащим микроконтроллер и модуль GSM, а адаптер первый дополнительно реализует протокол TCP/IP, на основе которого система GPRS обеспечивает подключение диспетчерского центра к глобальной сети Интернет, а также адаптер первый снабжен возможностью преобразовывать сигнал от адаптера второго, проходящего через систему CSD, в команду передачи информации от терминальных устройств в центр диспетчеризации, причем каждое из терминальных устройств состоит из первичного прибора, соединенного через счетчик расхода воды, или тепла, или газа, цифровой интерфейс с микроконтроллером адаптера первого.
2. Устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов по п.1, отличающееся тем, что контроллер адаптера первого имеет дополнительные входы для подключения пожарного и/или охранного извещателей и/или извещателя о затоплении.
3. Устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов по п.1, отличающееся тем, что в качестве цифрового интерфейса использован интерфейс RS-232.
4. Устройство диспетчеризации территориально разнесенных объектов по п.1, отличающееся тем, что в качестве цифрового интерфейса использован интерфейс RS-485.
