Умные счетчики: принцип работы

Столько шума вокруг умных устройств: фотокамеры, пылесосы, холодильники, освещение и вентиляция. Завтра каждый кирпич в доме будет умным. Но это завтра, а сегодня умные счетчики – простые, как смартфон и электронная почта.

Содержание:

• Что такое умный счетчик, и чем он отличается от обычного
• Обзор технологий в сфере умных приборов учета
• Как выбрать умные счётчики

Что такое умный счетчик

Счетчик или прибор учета ресурсов – устройство, преобразующее израсходованные воду, газ, тепло и электричество в цифры (кубометры, кВтч). Обычный счетчик выводит расход только на встроенное табло: ролики или ЖК-экран, а умный передает показания через Интернет.



Счетчики часто размещают за плиткой, под раковиной, выше или ниже уровня глаз, поэтому сама возможность смотреть показания на экране телефона или компьютера приятна.

Дополнительные приятности: сдавать показания из отпуска или командировки, показания сдаваемой квартиры или квартиры пожилых родителей; видеть не только месячный результат, но аналитику потребления, управлять расходом воды, газа, электричества и тепла.

Разум, а заодно и билет во всемирную паутину, счетчикам выдает контроллер. Контроллер может быть встроен в счетчик (что редко) или быть внешним устройством. В любом случае его функция – получать показания и передавать на сервер.

Серверы располагаются в специализированных дата-центрах, хранят полученные показания и имеют выход в Интернет. Благодаря чему владельцы счетчиков видят состояние приборов учета на экране компьютера, планшета, смартфона.

Так модель «счетчик → контроллер → сервер → Интернет → владелец» делает счетчик умным.

Основная часть этой статьи посвящена узлу «контроллер → сервер» – самому богатому на варианты и муки выбора.

В связке «счетчик → контроллер» сенсаций нет – контроллеры к счетчикам ВСЕГДА подключаются проводом. Если у счетчиков есть провода, они могут стать умными, нет – не могут. Позже сделаем на эту тему маленькую статью.

Взаимодействие "сервер → Интернет" безразлично покупателю. Связь обеспечивают производители, все технические нюансы за кадром.

В связке "Интернет → владелец" все производители предоставляют личный кабинет, у большинства есть мобильные приложения, некоторые предлагают аналитику расхода, контроль протечки и работы котла, оповещение об аварийных ситуациях.



В этой статье наше внимание приковано к выбору контроллера↓.

Типы контроллеров и варианты передачи показаний на сервер

Контроллер передает показания на сервер по проводам (проводные технологии), по воздуху (беспроводные технологии) или гибридным способом.

Не умаляя значимости проводных и гибридных способов передачи данных, признаем, что они – прошлое. В промышленности, крупных офисах провода еще уместны, но в жилых домах нет. Мы уважаем их, как нафталиновое прошлое, как дисковый телефон и ламповый телевизор, но в быту отдаем предпочтение более простым и недорогим способам.

Беспроводные контроллеры выходят на связь с миром используя одну из технологий связи:

• GPRS
• LPWAN
• Wi-Fi

GPRS-контроллеры

В GPRS-контроллер, как в мобильный телефон, устанавливается sim-карта. Контроллер проводом подключается к счетчикам, а на сервер передает показания по общедоступной сотовой связи. По такому принципу работают большинство охранных и пожарных сигнализаций.

Механизм понятен, проверен временем, но не избавлен от недостатков↓.

1. У вас появляется еще одна sim-карта. Она не потребует больших расходов, но остаток денег на ней нужно контролировать.
2. Не во всех районах, и даже квартирах одинаково хорош уровень сотовой связи (МТС, Билайн, Мегафон ... , есть "бермудские треугольники", где "не ловит" ни один оператор).
3. Лучше всего GPRS-контроллеры работают от электрической розетки, которую редко кто предусматривает рядом со счетчиками.
   Модели на батарейках есть, но сама технология энергозатратна и производители вынуждены идти на компромисс между сроком службы, дорогими элементами питания и частотой сеансов связи между контроллером и сервером.



Представители группы GPRS-технолоний – контроллеры компании TELEOFIS.

LPWAN-контроллеры

По сути, LPWAN – та же сотовая сеть, но только для датчиков и умных счетчиков.

Основная идея – сделать передачу данных менее энергозатратной по сравнению с GPRS. Для этого поставщики LPWAN-решений разворачивают в районе автоматизируемого дома или квартала специальную вышку для связи домашних контроллеров с сервером.

Вышка принимает и передает небольшие объемы данных, на невысокой скорости достаточной для умных устройств. Она бережет энергоресурсы контроллеров и обеспечивает стабильно высокий уровень сигнала. К сожалению, у каждой медали есть обратная сторона↓.

1. Установка вышки – масштабная инженерная операция, хоть и в распределенном виде, но ложится финансовым бременем на владельцев домов и квартир.
2. Вышки надо поддерживать и обслуживать, поэтому все LPWAN-технологии подразумевают абонентскую плату.
3. Владелец счетчиков не может установить LPWAN-контроллер только в свою квартиру или частный дом. Решение всегда коллективное – или участвует весь многоквартирный дом (район, квартал), или все остаются с листочками и карандашами.



Представители LPWAN – технологии: СТРИЖ, LORA, SIGFOX ...

Wi-Fi-контроллеры

Wi-Fi-контроллеры, как и любые другие, проводом подключаются к счетчикам воды, газа, тепла и электричества, а на связь с Интернет выходят через Wi-Fi. Так обычный счетчик становится Wi-Fi-счетчиком.

Технология совмещает в себе достоинства двух предыдущих↓.

1. Благодаря низкому энергопотреблению, Wi-Fi-контроллеры прекрасно работают на батарейках.
   
   При ежедневном выходе на связь на одном комплекте стандартных, продающихся в любом супермаркете, батареек АА прибор проработает более трех лет. Электрическую розетку в сантехнический шкаф можно не ставить, а батарейки менять самостоятельно.
2. Wi-Fi-контроллер – это персональный бытовой прибор. Его установку не нужно согласовывать с соседями, управляющей компанией или инженерной службой.
   
   Вы покупаете его в магазине, подключаете и наслаждаетесь показаниями воды, газа, электричества и тепла в мобильном телефоне или на компьютере.



Конечно возникает разумное понимание, что для установки Wi-Fi-контроллеров в квартире/доме нужен Wi-Fi. Но, говоря на чистоту, он нужен и без контроллеров.

Wi-Fi – самый интенсивно развивающийся в мире стандарт связи. Он открывает доступ в Интернет не только смартфонам, компьютерам, планшетам и телевизорам, в продаже уже есть Wi-Fi-кофемашины, мультиварки, дверные замки. В конце концов если Wi-Fi точки уже есть на Эвересте, Фудзияме и Северном полюсе, как их может не быть у вас дома.

В настоящий момент единственный серийно выпускаемый представитель группы Wi-Fi-контроллеров – контроллер Saures.

Заключение и выводы

Итак, выбор умного счетчика – это в первую очередь выбор технологии работы контроллера↓.

• Если вы планируете застройку квартала многоэтажек, автоматизацию промышленного или сельскохозяйственного предприятия, присмотритесь к технологии LPWAN.
• Если дом находится вдали от цивилизации и по финансовым или личным соображениям вы не рассматриваете установку Wi-Fi-точки, обратите внимание на GPRS-контроллеры.
• Если вы уже привыкли свободно перемещаться по дому с ноутбуком, в равной степени легко получаете почту на компьютер, планшет или смартфон, идите за Wi-Fi-контроллером.

Дорогие друзья, мы надеемся, что несмотря на внушительный размер статья оказалась полезной для вас.

О том какие счетчики могут стать умными, а какие нет; какие есть возможности у личных кабинетов разных производителей – темы для других статей, которые мы обязательно напишем.