Все статьи

Каталог

Рекомендуем



Справка

Эффективная организация сбора данных в системах энергоучета

Сегодня развитие энергосберегающих технологий в жилищно-коммунальном хозяйстве характеризуется комплексным внедрением автоматизированных систем диспетчеризации, учета энергии и энергоресурсов. На протяжении последних лет сформировалась устойчивая тенденция к массовому введению систем энергоучета на небольших объектах, в том числе на объектах коммунального и индивидуального строительства. В первую очередь это относится к организации коммерческого учета потребления тепловой энергии, холодной воды и природного газа. Число абонентов-потребителей, осуществляющих учет энергоресурсов с помощью специализированных приборов, стремительно растет. Единственно правильным методом обслуживания таких абонентов является создание автоматизированных систем централизованного учета энергоресурсов, в рамках которых решаются задачи сбора данных, их обработки, хранения, а также выработки управляющих мер при возникновении тех или иных нештатных ситуаций.

Скорость и надежность решения этих задач в сочетании с уровнем трудозатрат обслуживающего персонала, необходимым для поддержания работы системы, определяют эффективность ее работы.

Во многом эффективность работы систем энергоучета определяется уровнем применяемых технологий сбора данных. Вклад этой составляющей в общий показатель эффективности тем больше, чем шире масштабы системы. Типичные на сегодня способы организации систем сбора данных все чаще не соответствуют предъявляемым к ним требованиям при обслуживании значительного количества абонентов. В настоящей публикации будут рассмотрены аспекты применения средств сотовой связи стандарта GSM и технологий пакетной передачи данных, в частности GPRS, как путей повышения эффективности работы таких систем. Технологии сбора данных

На протяжении уже многих лет основным способом получения информации с приборов энергоучета продолжает оставаться модемный доступ по коммутируемым телефонным линиям. Распространение средств сотовой связи стандарта GSM позволило несколько усовершенствовать «телефонный» метод сбора данных. Узлы учета, организация телефонной связи на которых затруднительна, все чаще стали оборудоваться GSM-модемами. Общая методика сбора данных тем не менее не претерпела особых изменений. Модемный доступ диспетчерского компьютера к узлам учета по-прежнему остался основным способом получения данных. В случае использования сотовой связи передача данных по сети GSM осуществляется с помощью технологий CSD (Circuit Switched Data – коммутируемая передача данных) или HSCSD (High Speed Circuit Switched Data – высокоскоростная коммутируемая передача данных). Обе эти технологии используют для передачи данных голосовые каналы оператора связи.

Несмотря на широкую распространенность модемного доступа, его использование как основного механизма получения данных в больших системах сбора информации становится неоправданным вследствие того, что общее время опроса всех входящих в систему узлов учета оказывается весьма существенным. Связано это прежде всего с тем, что с помощью телефонного модема может быть осуществлен только последовательный опрос узлов учета. Даже при объемах информации в несколько килобайтов, собственно передача которых через модем занимает считанные секунды, значительное время уходит на набор телефонного номера и установление модемного соединения.

Для получения приемлемой скорости получения данных в больших системах используют несколько модемов, ведущих параллельный опрос. Это, тем не менее, не позволяет решить проблему кардинальным образом.

Значительного уменьшения временных затрат на сбор информации в больших системах можно достигнуть применением для передачи данных технологии GPRS. GPRS (General Packet Radio Service – пакетная радиосвязь общего назначения) – технология передачи пакетов протокола IP в сотовой сети, обеспечивающая доступ мобильного оборудования к сети Интернет.

Обобщенная структура системы, в которой для передачи данных используется технология GPRS, следующая. Передаваемые приборами энергоучета данные в виде пакетов IP-протокола из сотовой сети транслируются в Интернет. При этом, в общем случае, они могут быть доступны всем клиентам (диспетчерским компьютерам), подключенным к глобальной сети.

Принципиальное преимущество такой организации связи состоит в том, что считывание информации может выполняться параллельно со всех узлов учета, входящих в систему. Общее время считывания данных определяется пропускной способностью интернет-канала на стороне диспетчерского компьютера. При использовании для доступа к сети Интернет наиболее распространенных технологий, таких, например, как ADSL, выигрыш в скорости сбора данных может составлять десятки-сотни раз.

Отметим также, что GPRS является одной их самых недорогих технологий, предоставляемых операторами сотовой связи для передачи данных. Важная особенность GPRS заключается в том, что тарификация осуществляется по объему переданной информации, а не по времени соединения, как в случае CSD / HSCSD.

Аспекты внедрения технологии GPRS

Для применения в системах энергоучета технологии GPRS к оборудованию систем учета должен предъявляться ряд специфических требований. В качестве устройств передачи данных, подключаемых к приборам энергоучета, могут использоваться GSM-модемы, поддерживающие технологию GPRS. Приборы учета, со своей стороны, должны управлять рядом специфических процедур, таких как регистрация в сети, установление IP-сеанса и т.п., без которых применение GPRS невозможно.

До настоящего времени такие функции считались несвойственными приборам учета и в них не поддерживались. В связи с этим некоторые производители пошли по пути разработки собственных средств передачи данных – GPRS-адаптеров. При подключении к приборам энергоучета такие устройства являются «прозрачными», не требующими какого-либо управления. Тем не менее, на фоне стремительного развития рынка GSM-модемов как де-факто стандартного класса устройств, такое решение не представляется экономически целесообразным.

Концепция максимальной реализации функций управления GSM/GPRS-модемами в приборах учета была принята фирмой ЛОГИКА при разработке новых тепловычислителей с автономным питанием СПТ941 (модели 941.10, 941.11) и СПТ943.

При работе с GSM/GPRS-модемами эти тепловычислители обеспечивают передачу данных по сети Интернет по протоколу TCP/IP. Кроме того, в них заложен ряд сервисных возможностей, значительно упрощающих процесс настройки и эксплуатации подключаемого оборудования GSM. К примеру, на табло тепловычислителей может быть выведена сетевая информация: название оператора связи, гистограмма качества приема, а также IP-адрес, присвоенный GSM-модему при регистрации в сети Интернет. Тепловычислители позволяют отправлять оператору связи USSD-запросы, например, запрос состояния денежного баланса на счету абонента, и отображать на табло ответы оператора.

В тепловычислителях реализован механизм передачи данных, использующий при работе в сети Интернет фиксированный (публичный) IP-адрес. Публичные IP-адреса в настоящее время предоставляются многими операторами связи за незначительную абонентскую плату. Для решения той же задачи может быть применен другой механизм: фиксированный IP-адрес присваивается серверу (в простейшем случае – диспетчерскому компьютеру). В таких системах инициаторами IP-соединения являются приборы учета, а не диспетчерский компьютер.

Выход приборов на связь должен осуществляться по некоторому расписанию или по специальному запросу диспетчера, например, в виде телефонного звонка на CSD-номер вызываемого прибора. Применение для организации связи таких процедур неизбежно увеличивает время доступа к данным. Кроме того, без использования дополнительных шлюзов невозможна организация систем, доступ к информации в которых могут получать несколько территориально удаленных компьютеров, не объединенных в общую сеть.

Защита информации от несанкционированного доступа

В соответствии с действующим законодательством информация, накапливаемая приборами энергоучета, не составляет тайны и не относится к особо ценным данным. Поэтому специальных требований к механизмам защиты данных в приборах энергоучета не предъявляется. Тем не менее, сложившаяся практика показывает, что меры по обеспечению защиты данных от несанкционированного доступа в коммерческих системах энергоучета необходимы.

Большую роль играют организационные меры, регламентирующие круг лиц, имеющих доступ в помещения узлов учета и непосредственно к установленным в них приборам.

Случайный доступ к приборам учета может привести к выходу из строя или несанкционированному изменению режимов их работы. Подобные случайности ведут к прямым материальным убыткам, связанным с восстановлением нормального функционирования узла учета. Последствия доступа случайных лиц к каналам связи, которые используются для считывания данных с приборов учета, могут быть не менее серьезными. В отличие от мер ограничения физического доступа случайных лиц к приборам учета, ограничение несанкционированного информационного доступа представляет собой гораздо более сложную задачу. При использовании открытых многопользовательских сред передачи данных, к которым относятся сети сотовой связи и Интернет, следует учитывать потенциально высокую вероятность такого доступа (случайного или преднамеренного).

Отсутствие устойчивых механизмов защиты данных в этом случае представляется недопустимым. На наш взгляд, при использовании сети Интернет для передачи данных в системах энергоучета, прежде всего, должны быть обеспечены следующие меры безопасности:

  • защита настроечных параметров приборов энергоучета от несанкционированного изменения;
  • защита от преднамеренной фальсификации (подмены) данных с помощью имитации работы приборов учета в сети.

    В современных информационных системах защита от несанкционированного доступа к данным, как правило, осуществляется с помощью механизмов авторизации и шифрования данных при передаче. Оба эти механизма реализованы в тепловычислителях СПТ941 (модели 941.10, 941.11) и СПТ943.

    Работа механизмов основана на использовании секретного ключа (пароля), который вводится в тепловычислитель вместе с другими настроечными параметрами. Возможность ведения удаленного обмена данными с тепловычислителем предполагает знание пароля стороной, инициирующей обмен. Знание пароля подтверждается посредством процедуры авторизации. Авторизация заключается в передаче тепловычислителю контрольных данных, зашифрованных с помощью пароля с последующей их расшифровкой и проверкой на стороне тепловычислителя. Без успешного выполнения авторизации дальнейший обмен данными с тепловычислителем невозможен.

    При ведении обмена запросы вызывающей стороны и ответы тепловычислителя передаются в зашифрованном виде. Для шифрования применяется алгоритм RC5 (RSA Data Security Inc). Максимальная длина секретного ключа составляет восемь символов латинского алфавита. Помимо перечисленных алгоритмических методов защиты информации тепловычислители СПТ941 и СПТ943, как и все приборы НПФ ЛОГИКА, имеют аппаратную защиту от несанкционированного изменения настроечных параметров. Защита осуществляется с помощью специального переключателя, включение которого делает изменение настроек тепловычислителя невозможным. Программное обеспечение

    Для организации сбора и обработки данных в системах энергоучета может быть использована программа ПРОЛОГ разработки НПФ ЛОГИКА. По способу получения данных программа универсальна. Она позволяет считывать информацию как с приборов, непосредственно подключенных к компьютеру, так и удаленно, посредством модемной связи или через сеть Интернет. В настоящее время ведутся работы по поддержке интернет-технологий в другом программном продукте – OPC-сервере ЛОГИКА. Сервер позволяет интегрировать приборы фирмы ЛОГИКА в гетерогенные автоматизированные системы, построенные на базе стандарта OPC (Object Linking and Embedding for Process Control – связывание и встраивание объектов для процессов управления). Важным классом таких систем являются так называемые SCADA-системы (Supervisory Control And Data Acquisition – системы диспетчеризации и сбора данных). Заключение

    Применение технологии GPRS для сбора коммерческих данных в рамках систем централизованного энергоучета позволяет многократно повысить скорость работы таких систем по сравнению с теми системами, где для сбора данных используется модемная связь. Тем не менее, по-настоящему эффективной работа таких систем может быть только при обеспечении должного уровня защиты от несанкционированного доступа к данным. Еще раз подчеркнем, что описанные выше алгоритмические меры необходимо сочетать с организационными мерами защиты информации.

    Технологии пакетной радиосвязи в сетях GSM переживают этап бурного развития. В настоящее время на смену GPRS приходит технология более скоростной передачи данных – EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution). Уже сегодня она поддерживается некоторыми операторами сотовой связи. Еще более совершенные технологии появятся с введением сетей GSM третьего поколения.

    Вместе с развитием технологий передачи развивается и рынок оборудования GSM. GSM-модемы массово производятся такими мировыми лидерами, как Sony Ericsson, Siemens, Wavecom и т. д. Цены на этот вид устройств уже сегодня приблизились к ценам на обычные телефонные модемы. Все это делает внедрение пакетной передачи данных в сферу коммерческого энергоучета технически перспективным и экономически выгодным направлением развития сферы в целом.

  • © 2003-2018 "ПромПрибор.ком".
    Все права защищены.
    ГЛАВНАЯ  •  КОНТАКТЫ  •  КАРТА САЙТА  •  ССЫЛКИ  •  ENGLISH


    Продвижение сайта ©Оптима