Автоматизована телеметрична система дистанційного знімання показників витратомірів без каналу зворотного зв`язку

Автоматизована телеметрична система дистанційного знімання показників витратомірів енергоресурсів без каналу зворотного зв'язку в житлово-комунальному секторі народного господарства 3 35355 системи. Недоліком даної системи є уразливість радіоканалу до дії промислових, атмосферних і навмисних радіоперешкод, що дозволяє блокувати роботу системи, низька надійність і висока вартість всієї системи. Найбільш близькою по технічній сутності і результатам, що досягаються, є система збору даних по витраті ресурсів в житлово-комунальному секторі народного господарства і передачі цих даних виробникові ресурсу по розподільній мережі змінного струму [4]. Недоліком даної системи є обмежена пропускна спроможність, що не дозволяє будувати системи великої розмірності (наприклад, для середніх і крупних міст). Метою корисної моделі є створення автоматизованої телеметричної системи дистанційного знімання показників від кількості (по числу споживачів) абонентських витратомірів житлово-комунального сектора народного господарства і передачі цих даних виробникові кожного виду споживаного ресурсу по розподільній мережі змінного струму (принаймні, на ділянці «абонент - трансформаторна підстанція») з мінімально можливими капітальними і експлуатаційними витратами, при максимальній надійності системи. Заявлений технічний результат - зниження вартості автоматизованої телеметричної системи і підвищення її надійності, досягається, з одного боку, за рахунок відмови: - від спеціально створюваних для системи каналів і ліній зв'язку; - від двостороннього обміну даними по каналах і лініях зв'язку даної системи. З іншого боку, заявлений технічний результат досягається за рахунок збільшення частоти опитування витратомірів, наприклад, до значення 1опрос/година, 1опрос/2години, та зміни дисципліни функціонування системи, яка полягає в тому, що циклічність доставлених даних про витрату ресурсів визначає не центр збору даних, як у відомих системах, а кожен термінал самостійно і незалежно від зовнішніх умов і поведінки інших терміналів. Для цього до складу абонентського терміналу вводиться лічильник часу, з випадковою початковою установкою показників годинника в момент включення терміналу в мережу електроживлення, на вхід якого подаються секундні імпульси власного генератора міток, індивідуальний для кожного терміналу датчик випадкових чисел, розподілених в інтервалі 1...N, (N - число абонентських терміналів в системі), пристрій запису випадкового числа в лічильник часу і мікропрограмний автомат, який керує роботою терміналу по заданому алгоритму. Алгоритм мікропрограмного автомата є наступним: - у момент включення абонентського терміналу в автоматизовану телеметричну систему генерується перше випадкове число, яке вводиться в лічильник часу; - кожну секунду показники внутрішнього годинника змінюються згідно наступних умов: якщо показання годинників відмінні від значення «Т» (значення Τ може призначатися по яких не будь значеннях, або умовам, або бути вибраним, наприклад, в межах 3600-7200сек.), то зна 4 чення годинників збільшуються на 1, досягнувши показань годинників значення, рівного «Т», відбувається видача блоку даних в канал передачі даних, генерація наступного випадкового числа, яке записується у вн утрішні годинники. Далі процес повторюється. Відзначимо, переваги: - відмова від спеціальних каналів і ліній зв'язку значно знижує витрати на систему, але приводить до необхідності використання розподільної будинкової мережі електроживлення, принаймні, на ділянці «абонентський термінал - будинкова підстанція»; - відмова від двостороннього обміну даними (з врахуванням потоку помилок в прямому і зворотному каналі) унеможливлює перезапит збійних блоків, за рахунок чого збільшується пропускна спроможність системи. Частина ресурсу, за рахунок збільшення пропускної спроможності системи, при цьому використовується для виявлення і виправлення помилок, що виникають при транспортуванні показників витратомірів в розподільній будинковій мережі електроживлення. Це означає, що абонентський термінал не містить обладнання для прийому даних, як результат - суттєво зменшується обсяг обладнання абонентського терміналу, знижується його вартість і підвищується надійність; - збільшення частоти знімання показників витратомірів в сукупності з надмірністю, введеною для виявлення помилок, дозволяє безпосередньо у виробника виключати з масиву оброблюваних даних збійні блоки даних, що еквівалентно підвищеннюдостовірності передачі даних. Відзначимо, що потік блоків передачі даних, це потік вимог обслуговування, який є випадковим для кожного терміналу і не залежить від зовнішніх умов і стану інших терміналів, тому не виключається така ситуація, коли одночасно декілька абонентських терміналів видають блок даних в канал колективного користування, частково або повністю перекриваються. Незалежно від ступеня перекриття двох або більше блоків таку подію назвемо зіткненням заявок або колізією. Будемо вважати, що жоден з блоків даних, що зіткнулися, не буде доставлений приймачу. Доставка блоку даних з показниками витратомірів відбувається в тому випадку, коли лише один з терміналів видає блок даних в канал колективного користування. Таким чином, сутність корисної моделі полягає в тому, що до складу абонентського терміналу, який містить блок витратомірів, пристрій збору и передачі даних, який має пристрій формування блоку передаваємих даних і пристрій сполучення з мережею електроживлення, додатково водиться лічильник часу, на вхід якого подаються секундні імпульси генератора тактів, датчик випадкових чисел, індивідуальний для кожного терміналу, числа якого розподілені в інтервалі 1...N (де N - число абонентських терміналів в системі), пристрій запису випадкового числа в лічильник часу і мікропрограмний автомат який управляє роботою термінала. Керування роботою терміналу відбувається таким чином: 5 35355 - у момент включення абонентського терміналу в автоматизовану телеметричну систему генерується перше випадкове число, яке вводиться в лічильник часу (годинник); - кожну секунду показники годинника модифікуються згідно умов: якщо показники годинників відрізняються від значення Т, то показник годинника має приріст +1, як тільки показники годинників досягають рівня Т, одразу формується вимога на видачу блока даних в канал передачі даних, (у мережу електроживлення), генерація наступного випадкового числа, яке записується в ці годинники. Далі процес повторюється. На Фіг.1 представлена спрощена структурна схема автоматизованої телеметричної системи знімання показників витратомірів без зворотного каналу зв'язку, на Фіг.2 структурна схема абонентського терміналу. Автоматизована телеметрична система дистанційного знімання показників витратомірів без каналу зворотного зв'язку, містить (Фіг.1) абонентські термінали (AT) 1 (по числу абонентів мережі), які з випадковою періодичністю видають інформацію про розмір спожитих ресурсів в мережу електроживлення. Ця інформація концентрується на трансформаторній підстанції 2 і передається вище за ієрархією електромережі в організований у виробника енергоресурсів центр збору і обробки даних 3, який переформатує прийнятий інформаційний масив по виду ресурсу (вода, тепло, газ) і розподіляє ці дані виробникові ресурсу 4. Абонентський термінал системи (Фіг.2) містить блок витратомірів 5, в якому число витратомірів дорівнює числу ресурсів (вода, газ, тепло, електроенергія), що враховуються, і який фіксує величину спожитого ресурсу на даний момент часу, вихід якого сполучений з входом пристрою формування блоку даних 6, вихід якого через пристрій узгодження з електромережею 7 підключений до розподільної будинкової мережі. Сукупність цих пристроїв забезпечує реєстрацію спожитих ресурсів, формування блоку даних, що підлягають передачі, і видачу блоку даних в канал зв'язку, - в мережу електроживлення. Управляє роботою тер 6 міналу керуючий пристрій 8, основним елементом якого є мікропрограмний автомат 9, алгоритм роботи якого забезпечує випадковий інтервал часу між моментами видачі блоків даних в канал (наприклад, з періодичністю 1-2 години). Для цього в пристрій, який управляє роботою терміналу 8, додатково вводиться лічильник часу 10, на обліковий вхід якого подаються секундні імпульси генератора тактів 11, а на вхід запису - через пристрій запису 12 подається випадкове число - з виходу індивідуального для кожного терміналу датчика випадкових чисел 13. З урахуванням нового введеного обладнання сутність процесу управління роботою терміналу, який реалізується мікропрограмним автоматом є наступною: - у момент включення абонентського терміналу в автоматизовану телеметричну систему генерується перше випадкове число, яке записується в лічильник часу; - кожну секунду показання внутрішнього годинника модифікуються згідно наступних умов якщо показники годинників відрізняються від значення Т, тоді вони мають збільшиться на 1, як тільки вони досягли значення Т, то формується вимога на видачу блоку даних в канал передачі даних (у мережу електроживлення), генерація наступного випадкового числа, яке записується у внутрішні годинники. Далі процес повторюється. Перелік джерел: 1 ЛЭМЗ представляет: АСКУЭ с передачей информации по силовым линиям, Новости электротехники» 2(14) 2002. 2 Автоматизированные системы контроля и учета энергоресурсов (АСКУЭ)с передачей информации по силовым линиям , ЭСКО №12 2004. 3 Патент України №22928 «Автоматизована система збору даних про житлово-комунальні послуги», авт. Волошко Анатолій Васильович кл. G06Q50/00 опублікований 25.04.2007. 4 Патент України №81692 «Система збирання даних по розподільній електромережі змінного струму», авт. Соколов Юрій Борисович, Сахаров Валерій Вікторович кл. Н04В3/54, G08B25/01 опублікований 17.07.2006. 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 35355 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601