RU192192U1 - Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System - Google Patents

Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System Download PDF

Info

Publication number
RU192192U1
RU192192U1 RU2019104764U RU2019104764U RU192192U1 RU 192192 U1 RU192192 U1 RU 192192U1 RU 2019104764 U RU2019104764 U RU 2019104764U RU 2019104764 U RU2019104764 U RU 2019104764U RU 192192 U1 RU192192 U1 RU 192192U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
input
controller
board
iot
Prior art date
Application number
RU2019104764U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Кычкин
Сергей Викторович Грибанов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИНСАЙТ - Менеджмент"
Priority to RU2019104764U priority Critical patent/RU192192U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU192192U1 publication Critical patent/RU192192U1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/10Program control for peripheral devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к обработке цифровых данных с помощью электрических устройств, представляющих собой соединение запоминающих устройств, устройств ввода-вывода, устройств центрального процессора, устройств передачи информации или других сигналов между этими устройствами, и предназначенных для использования в системах глобального мониторинга и управления энергоресурсами на основе IoT-технологии. Технический результат заключается в реализации указанного назначения: расширение арсенала контроллеров путем создания универсального модульного IoT-контроллера, характеризующегося возможностью контроля энергоданных, управления потреблением энергоресурсов как в автономном режиме, так и, преимущественно, в рамках центра глобального управления потреблением энергоресурсов на базе технологии IoT-управления. Контроллер содержит встроенные в общий корпус модуль ввода-вывода 1, являющийся одновременно кросс-платой, стационарно установленный на кросс-плате системный модуль 2, а также установленный на кросс-плате разъем, предназначенный для установки на кросс-плате модуля связи 3. При этом модуль ввода-вывода 1, системный модуль 2 и модуль связи 3 (если установлен) электрически связаны между собой через кросс-плату, так что модуль ввода-вывода 1 и модуль связи 3 (если установлен) работают под непосредственным управлением системного модуля 2. Модуль ввода-вывода 1 выполнен с возможностью измерений параметров, связанных с энергопотреблением (энергоданных), и управления объектами энергопотребления. Системный модуль 2 содержит центральный процессор 15, с которым соединены два блока оперативной памяти 16, блок постоянной памяти 17, SD карта памяти 18, разъем программатора 19, разъем USB 20 через диодную защиту 21, разъем Ethernet 22 через LAN адаптер 23, блок светодиодных индикаторов 24, а также дополнительную цепь электропитания, включающую дополнительный стабилизатор 25, соединенный с выходом стабилизатора 11, аккумуляторную батарею 26, контроллер 27 заряда аккумуляторной батареи и регулятор напряжения 28, соединенный своим выходом с входом питания центрального процессора 15 и соответствующим контактом разъема для установки модуля связи 3. Модуль связи 3 предназначен для установления радиосвязи контроллера с IoT-центром, альтернативной проводной связи через разъем Ethernet 22. Данный модуль не является обязательным. 1 н.п. ф-лы 1 ил.The utility model relates to the processing of digital data using electrical devices, which are a combination of storage devices, input-output devices, central processing units, information transfer devices or other signals between these devices, and intended for use in global monitoring and energy management systems based on IoT technology. The technical result consists in the implementation of this purpose: expanding the arsenal of controllers by creating a universal modular IoT controller, characterized by the ability to control energy data, manage energy consumption both offline, and mainly within the framework of the global energy consumption management center based on IoT management technology . The controller contains an input-output module 1 integrated in the common housing, which is also a cross-board, system module 2 permanently mounted on the cross-board, as well as a connector installed on the cross-board, designed to be installed on the cross-board of communication module 3. At the same time I / O module 1, system module 2 and communication module 3 (if installed) are electrically connected to each other through a cross-board, so that I / O module 1 and communication module 3 (if installed) operate under the direct control of system module 2. Module vvo and O 1 is configured to measure parameters related to the power consumption (energodannyh), and power management objects. System module 2 contains a central processor 15, to which two blocks of random access memory 16 are connected, a read-only memory block 17, an SD memory card 18, a programmer socket 19, a USB connector 20 through diode protection 21, an Ethernet connector 22 through a LAN adapter 23, a block of LED indicators 24, as well as an additional power supply circuit, including an additional stabilizer 25 connected to the output of the stabilizer 11, a battery 26, a battery charge controller 27 and a voltage regulator 28 connected to its output with a central power input processor 15 and the corresponding pin of the connector for installing the communication module 3. Communication module 3 is designed to establish the radio communication of the controller with the IoT center, an alternative to wired communication via the Ethernet connector 22. This module is not required. 1 n.p. f-ly 1 ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к обработке цифровых данных с помощью электрических устройств, представляющих собой соединение запоминающих устройств, устройств ввода-вывода, устройств центрального процессора, устройств передачи информации или других сигналов между этими устройствами, и предназначенных для использования в системах глобального мониторинга и управления энергоресурсами на основе IoT-технологии.The utility model relates to the processing of digital data using electrical devices, which are a combination of storage devices, input-output devices, central processing units, information transfer devices or other signals between these devices, and intended for use in global monitoring and energy management systems based on IoT technology.

Далее в настоящем описании и формуле, основанной на описании, используются следующие термины:Further in the present description and the formula based on the description, the following terms are used:

«IoT» - Интернет вещей (Internet of Things),“IoT” - Internet of Things,

«I-вещь» - интернет-вещь,“I-thing” is an Internet thing,

«энергоданные» - числовые значения, характеризующие количественные и качественные показатели потребления, выработки, транспортировки и хранения различных видов энергетических ресурсов,“Energy data” - numerical values characterizing quantitative and qualitative indicators of consumption, generation, transportation and storage of various types of energy resources,

«IoT-управление» - управление посредством технологий Интернета вещей; "IoT-management" - management through the technology of the Internet of things;

(см., например: Росляков А.В. Интернет вещей: учеб. пособие / А.В. Росляков, С.В. Ваняшин, А.Ю. Гребешков. - Самара: ПГУТИ, 2015. - 200 с., которое опубликовано на http://eclib.psuti.ru).(see, for example: Roslyakov A.V. Internet of things: study guide / A.V. Roslyakov, S.V. Vanyashin, A.Yu. Grebeshkov. - Samara: PSUTI, 2015. - 200 p., which was published at http://eclib.psuti.ru).

Уровень техникиState of the art

Известен контроллер, содержащий брызгозащищенный корпус с кросс-платой, которая является объединяющим узлом, посредством которого обеспечивается электрическая коммутация сигнальных и питающих цепей в котроллере и подключение внешних цепей от соединителей, модуль источника вторичного электропитания, вырабатывающий вторичные напряжения, необходимые для питания установленных в контроллер модулей, системный модуль, содержащий вычислительное ядро системы и необходимые устройства для выполнения основных функций изделия, дополнительные модули, работающие под управлением системного модуля, включающие модуль унифицированных сигналов, содержащий цифровой последовательный интерфейс для связи с системным модулем, модуль телеизмерений и телесигнализации, содержащий цифровой параллельный интерфейс для связи с системным модулем, модуль GSM-модема, содержащий цифровой последовательный интерфейс для связи с системным модулем, контроллер снабжен набором до 4--- дополнительных модулей с функциями модулей, оптимально подобранными для всех типоисполнений станций катодной защиты в пределах ограниченного ряда, а также встроенными в основной модуль цифровыми интерфейсами, необходимыми для всех исполнений станций катодной защиты и интерфейсом Ethernet (Патент RU № 64403, МПК G06F 17/00, опубликовано 27.06.2007 Бюл. № 18). A known controller containing a splashproof housing with a cross-board, which is a uniting node, through which the electrical switching of the signal and power circuits in the controller and the connection of external circuits from the connectors, a secondary power source module that generates the secondary voltage necessary to power the modules installed in the controller , a system module containing the computing core of the system and the necessary devices to perform the basic functions of the product are optional e modules operating under the control of the system module, including a unified signal module containing a digital serial interface for communicating with the system module, a telemetry and tele-signaling module containing a digital parallel interface for communicating with the system module, a GSM modem module containing a digital serial interface for communicating with a system module, the controller is equipped with a set of up to 4 --- additional modules with module functions optimally selected for all types of cathodic protection stations within a limited number, as well as digital interfaces built into the main module, necessary for all versions of cathodic protection stations and an Ethernet interface (Patent RU No. 64403, IPC G06F 17/00, published June 27, 2007 Bull. No. 18).

Признаки известного технического решения, являющиеся общими с заявленным, заключаются в наличии корпуса, кросс-платы, сигнальных и питающих цепей, источника вторичного питания, системного модуля с интерфейсом Ethernet, модуль GSM-модема. Signs of a well-known technical solution, which are common with the declared one, are the presence of a housing, a cross-board, signal and supply circuits, a secondary power source, a system module with an Ethernet interface, and a GSM modem module.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что контроллер имеет ограниченные функциональные возможности, что не дает возможности использовать его в системах глобального мониторинга и управления энергоресурсами на основе IoT-технологии. The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the controller has limited functionality, which makes it impossible to use it in global monitoring and energy management systems based on IoT technology.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является контроллер телемеханики, содержащий встроенные в общий корпус системный модуль, модуль питания, модули ввода-вывода, модуль связи, работающие под управлением системного модуля и объединяемые посредством кросс-платы, обеспечивающей электрическую коммутацию сигнальных и питающих цепей, а также подключение внешних цепей от первой группы соединителей, при этом контроллер также дополнительно содержит внешние модули ввода-вывода, подключенные к системному модулю по цифровому последовательному интерфейсу через вторую и третью группу соединителей, и соединенные с датчиками и исполнительными устройствами через четвертую группу соединителей. (Патент RU № 110198 U1, МПК G06F13/00, опубликовано 10.11.2011 Бюл. № 31).The closest analogue (prototype) is a telemechanics controller, which contains a system module, a power module, input-output modules, a communication module operating under the control of the system module and integrated by means of a cross-board that provides electrical switching of the signal and power circuits, and also connecting external circuits from the first group of connectors, while the controller also additionally contains external input-output modules connected to the system module digitally in series interface through the second and third group of connectors, and connected to sensors and actuators through the fourth group of connectors. (Patent RU No. 110198 U1, IPC G06F13 / 00, published November 10, 2011 Bull. No. 31).

Признаки известного технического решения, являющиеся общими с заявленным, заключаются в том, что он содержит встроенные в общий корпус системный модуль, модули ввода-вывода, модуль связи, работающие под управлением системного модуля и объединяемые посредством кросс-платы, обеспечивающей электрическую коммутацию сигнальных и питающих цепей, а также подключение внешних цепей.Signs of a well-known technical solution, which are common with the claimed one, are that it contains a system module integrated in a common housing, input / output modules, a communication module operating under the control of the system module and combined by means of a cross-board that provides electrical switching of signal and power circuits, as well as connecting external circuits.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что контроллер имеет сложную конструкцию и ограниченные функциональные возможности, что не дает возможности использовать его в системах глобального мониторинга и управления энергоресурсами на основе IoT-технологии. The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the controller has a complex structure and limited functionality, which makes it impossible to use it in global monitoring and energy management systems based on IoT technology.

Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в необходимости расширения арсенала контроллеров за счет создания универсального модульного IoT-контроллера для систем глобального мониторинга и управления энергопотреблением на базе технологии IoT.The technical problem to which the claimed utility model is directed is the need to expand the arsenal of controllers by creating a universal modular IoT controller for global monitoring and energy management systems based on IoT technology.

Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат заключается в реализации указанного назначения: расширение арсенала контроллеров путем создания универсального модульного IoT-контроллера, характеризующегося возможностью контроля энергоданных, управления потреблением энергоресурсов как в автономном режиме, так и, преимущественно, в рамках центра глобального управления потреблением энергоресурсов на базе технологии IoT-управления. При этом заявленный контроллер относительно прототипа характеризуется более простой модульной конструкцией за счет, во-первых, выполнения модулем ввода-вывода функции кросс-платы контроллера, за счет, во-вторых, отсутствия в конструкции контроллера отдельного модуля его электропитания благодаря размещению элементов цепей электропитания как непосредственно на кросс-плате, так и на плате системного модуля, так что трансформатор этой цепи своим входом соединен с входной электросетью первого измерительного канала контроллера. Что касается универсальности контроллера, то она, с одной стороны, обеспечивается уже упомянутой возможностью работы контроллера автономно и в системе глобального IoT-управления, а с другой стороны, возможностью использования разных каналов взаимодействия контроллера с центром IoT-управления (прежде всего Ethernet, но также исходя из возможностей заказчика и на выбор заказчика: Wi-Fi, GSM/GPRS или LORA).The technical result consists in the implementation of this purpose: expanding the arsenal of controllers by creating a universal modular IoT controller, characterized by the ability to control energy data, manage energy consumption both offline, and mainly within the center of global energy consumption management based on IoT management technology . Moreover, the claimed controller relative to the prototype is characterized by a simpler modular design due to, firstly, the I / O module performing the function of the controller cross-board, due to, secondly, the absence of a separate power supply module in the controller design due to the location of the power supply circuit elements as directly on the cross-circuit board, and on the system module circuit board, so that the transformer of this circuit is connected by its input to the input mains of the first measuring channel of the controller. As for the controller’s universality, on the one hand, it is provided by the already mentioned possibility of the controller working autonomously and in the global IoT control system, and on the other hand, by the possibility of using different channels of the controller’s interaction with the IoT control center (primarily Ethernet, but also based on customer capabilities and customer choice: Wi-Fi, GSM / GPRS or LORA).

Достигается технический результат тем, что универсальный модульный IoT-контроллер для системы глобального мониторинга и управления энергопотреблением содержит встроенные в общий корпус и электрически связанные между собой системный модуль (2) и модуль ввода-вывода (1), работающий под управлением системного модуля (2), при этом модуль ввода-вывода (1) выполнен с возможностью измерений энергоданных и управления объектами энергопотребления и представляет собой кросс-плату, объединяющую системный модуль (2), снабженный разъемом Ethernet (22) и LAN адаптером (23) для связи контроллера с IoT-центром, упомянутый модуль ввода-вывода (1) и разъем для установки модуля связи (3), предназначенного для установления под управлением системного модуля (2) альтернативного канала радиосвязи контроллера с IoT-центром при помощи радиомодема Wi-Fi (29), GSM/GPRS (30) или LORA (31), при этом модуль ввода-вывода (1) содержит измерительные каналы для измерения параметров энергопотребления подключенных к этим каналам объектов энергопотребления, причем измерительные каналы включают блок согласования (4), подключенный к измерительной микросхеме (5), которая через блок гальванической развязки (6) подключена к информационным входам-выходам центрального процессора (15), входящего в состав системного модуля (2), твердотельное реле (7) для включения и выключения внешних приборов по командам центрального процессора (15), с которым указанные реле соединены посредством расширителя входов-выходов (14), дискретные входы (8), соединенные с информационными входами-выходами центрального процессора (15) через расширитель входов-выходов (14), для контроля состояния внешних приборов путем измерения входных дискретных сигналов, а также цепь электропитания контроллера, состоящую из последовательно соединенных трансформатора (9), выпрямителя (10) и стабилизатора напряжения (11), соединенного с входом питания расширителя входов-выходов (14).The technical result is achieved by the fact that the universal modular IoT controller for the global monitoring and energy management system contains a system module (2) and an input-output module (1) integrated in the common case and electrically interconnected, which is controlled by the system module (2) Moreover, the input-output module (1) is configured to measure energy data and manage energy consumption objects and is a cross-board combining a system module (2) equipped with an Ethernet connector (22) and a LAN adapter ter (23) for communication between the controller and the IoT center, the aforementioned I / O module (1) and a connector for installing a communication module (3) designed to establish, under the control of the system module (2), an alternative radio channel of the controller with the IoT center using Wi-Fi radio modem (29), GSM / GPRS (30) or LORA (31), while the input-output module (1) contains measuring channels for measuring energy parameters of energy consumption objects connected to these channels, and the measuring channels include a matching unit ( 4) connected to the meter microcircuit (5), which is connected through the galvanic isolation unit (6) to the information inputs-outputs of the central processor (15), which is part of the system module (2), a solid-state relay (7) for turning on and off external devices according to the commands of the central processor (15), to which these relays are connected by means of an I / O expander (14), discrete inputs (8) connected to the information inputs / outputs of a central processor (15) through an I / O expander (14), for monitoring the status of external devices by and measuring input discrete signals, as well as the power supply circuit of the controller, consisting of a series-connected transformer (9), a rectifier (10) and a voltage regulator (11) connected to the power input of the input-output expander (14).

Достигается технический результат также тем, что контроллер содержит модуль связи, установленный на кросс-плате в предназначенный для него разъем на этой плате, при этом модуль связи содержит разъемы для установки радиомодемов Wi-Fi, GSM/GPRS и LORA, а также блок идентификации радиомодема, при помощи которого с системным модулем соединен только один радиомодем, установленный на плате связи в предназначенный для него на этой плате разъем.The technical result is also achieved by the fact that the controller contains a communication module installed on the cross-circuit board in a slot for it on the board, the communication module contains connectors for installing Wi-Fi, GSM / GPRS and LORA radio modems, as well as a radio modem identification unit by means of which only one radio modem connected to the system module is installed on the communication board in the connector intended for it on this board.

Новые признаки заявленного технического решения заключаются в выполнении модуля ввода-вывода. Новые признаки также заключаются в наличии и выполнении модуля связи.New features of the claimed technical solution are in the implementation of the input-output module. New features also lie in the availability and implementation of the communication module.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На прилагаемой фигуре показана функциональная схема универсального модульного IoT-контроллера для системы глобального IoT-управления и мониторинга энергопотребления (далее, - контроллер).The attached figure shows a functional diagram of a universal modular IoT controller for a global IoT control system and energy consumption monitoring (hereinafter, the controller).

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Контроллер содержит встроенные в общий корпус модуль ввода-вывода 1, являющийся одновременно кросс-платой, стационарно установленный на кросс-плате системный модуль 2, а также установленный на кросс-плате разъем, предназначенный для установки на кросс-плате модуля связи 3 (корпус, кросс-плата как таковая и какие-либо разъемы на фигуре не показаны). При этом модуль ввода-вывода 1, системный модуль 2 и модуль связи 3 (если установлен) электрически связаны между собой через кросс-плату, так чтомодуль ввода-вывода 1 и модуль связи 3 (если установлен) работают под непосредственным управлением системного модуля 2. The controller contains I / O module 1, which is both a cross-board, and system module 2 permanently mounted on the cross-board, as well as a connector mounted on the cross-board, designed to be installed on the cross-board of communication module 3 (the chassis, the cross-board as such and any connectors on the figure are not shown). In this case, the input-output module 1, the system module 2 and the communication module 3 (if installed) are electrically connected to each other through a cross-board, so that the input-output module 1 and the communication module 3 (if installed) operate under the direct control of the system module 2.

Модуль ввода-вывода 1 выполнен с возможностью измерений параметров, связанных с энергопотреблением (энергоданных), и управления объектами энергопотребления. На прилагаемой фигуре показана (в том числе) функциональная схема возможного варианта выполнения этого модуля, а именно варианта, связанного с измерением параметров 3 фазных электрических линий питания различных I-вещей (объектов энергопотребления, т.е. энергопотребляющего оборудования технологических линий, подключенного к контроллеру, например, двигателей, насосов, компрессоров и др.).The input-output module 1 is configured to measure parameters related to power consumption (power data) and to manage power consumption objects. The attached figure shows (including) a functional diagram of a possible embodiment of this module, namely, an option associated with measuring the parameters of 3 phase electric power lines of various I-things (energy consumption objects, i.e., energy-consuming equipment of technological lines connected to the controller e.g. motors, pumps, compressors, etc.).

Модуль 1 в данном конкретном варианте его выполнения содержит четыре измерительных канала (на фигуре показано два), каждый из которых включает последовательно включенные блок согласования 4, измерительную микросхему 5 и блок гальванической развязки 6. Каждый измерительный канал предназначен для измерения шести электрических параметров электропотребления одной определенной I-вещи (три напряжения и три тока в соответствие с тремя фазами сети электропитания I-вещи). При этом напряжение заводится непосредственно на кросс-плату, а ток - через трансформаторы тока. Блок согласования 4 предназначен для перевода высокого напряжения (220 В) в низкое, которое подается на измерительную микросхему 5, и перевода (при помощи шунтирующего резистора) большого тока в малый до 10 мА, который также подается на измерительную микросхему 5. В качестве измерительной микросхемы 5 используется выпускаемая промышленностью большая интегральная микросхема V9203 (производство Китая), предназначенная для измерения параметров трехфазных цепей. Она включает блоки для калибровки, измерения последовательности фаз, мгновенных и среднедействующих значений напряжений и токов, мощности (активной, реактивной, полной), блока расчета коэффициента мощности, память, цифровой интерфейс и другие. В качестве блока гальванической развязки 6 используется выпускаемая промышленностью интегральная микросхема ADUM 1401 BRW.Module 1 in this particular embodiment contains four measuring channels (two are shown in the figure), each of which includes sequentially connected matching unit 4, measuring microcircuit 5 and galvanic isolation unit 6. Each measuring channel is designed to measure six electrical parameters of power consumption of one particular I-things (three voltages and three currents in accordance with the three phases of the power supply of I-things). In this case, the voltage is brought directly to the cross-board, and the current through the current transformers. The matching unit 4 is designed to convert high voltage (220 V) to low, which is fed to the measuring microcircuit 5, and to transfer (using a shunt resistor) high current to small current up to 10 mA, which is also fed to the measuring microcircuit 5. As a measuring microcircuit 5, a large integrated circuit V9203 (manufactured in China), used for measuring the parameters of three-phase circuits, is used by the industry. It includes blocks for calibration, phase sequence measurement, instantaneous and average operating values of voltages and currents, power (active, reactive, total), power factor calculation unit, memory, digital interface and others. As a block of galvanic isolation 6, an industrial integrated circuit ADUM 1401 BRW is used.

Модуль ввода-вывода 1 содержит, кроме того, расширитель входов-выходов 14, обеспечивающий передачу информации с множества его входов на один его выход и с одного его входа на множество его выходов (функция мультиплексирования и демультиплексирования). В качестве расширителя 14 используется выпускаемая промышленностью интегральная микросхема PCA 9555 PW. The input-output module 1 contains, in addition, an I / O expander 14, which provides information transfer from its many inputs to one of its outputs and from one of its inputs to many of its outputs (multiplexing and demultiplexing function). As an expander 14, a commercially available integrated circuit PCA 9555 PW is used.

Модуль ввода-вывода 1 содержит, кроме того, четыре твердотельных реле 7 (показаны два), каждое из которых представляет собой полупроводниковый ключ, предназначенный для включения и выключения внешних приборов по командам центрального процессора 15, с которым указанные твердотельные реле соединены посредством расширителя 14.The input-output module 1 contains, in addition, four solid-state relays 7 (two are shown), each of which is a semiconductor switch designed to turn on and off external devices according to the instructions of the central processor 15, to which these solid-state relays are connected via an expander 14.

Модуль ввода-вывода 1 содержит, кроме того, четыре дискретных входа 8 (показаны два), каждый из которых представляет собой электрическую цепь согласования сигнала и измерительную интегральную логическую схему и предназначен для внешних подключенных устройств и датчиков с типом выхода «сухой контакт» или транзисторные ключи, а также контроля состояния внешних приборов и оборудования, в том числе выключателей, кнопок, концевых выключателей, контактов реле и т.д. путем измерения входных дискретных сигналов.The input-output module 1 contains, in addition, four discrete inputs 8 (two are shown), each of which is an electric signal conditioning circuit and a measuring integrated logic circuit and is designed for external connected devices and sensors with a dry contact or transistor output type keys, as well as monitoring the status of external devices and equipment, including switches, buttons, limit switches, relay contacts, etc. by measuring input discrete signals.

Модуль ввода-вывода 1 содержит интегрированную в модуль цепь электропитания контроллера (последовательно соединенные трансформатор 9, выпрямитель 10 и стабилизатор напряжения 11), а также интегрированный в модуль интерфейс RS-485 12, предназначенный для проводного подключения (до 1 км) внешних устройств с цифровым интерфейсом, блок гальванической развязки 13, посредством которого интерфейс 12 соединен с центральным процессором 15. При этом один из выходов стабилизатора 11 указанной цепи электропитания соединен с входом питания расширителя 14, а трансформатор 9 этой цепи соединен с одним из входов блока согласования 4 первого измерительного канала (данное соединение на фигуре не показано), что позволяет исключить из конструкции контроллера модуль питания как конструктивно обособленный модуль, что в свою очередь упрощает конструкцию контроллера и его эксплуатацию.I / O module 1 contains an integrated power supply circuit of the controller (serially connected transformer 9, rectifier 10 and voltage regulator 11), as well as an RS-485 12 interface integrated into the module, designed for wired connection (up to 1 km) of external devices with digital interface, galvanic isolation unit 13, through which the interface 12 is connected to the Central processor 15. In this case, one of the outputs of the stabilizer 11 of the specified power circuit is connected to the power input of the expander 14, and tr 9 nsformator this circuit is connected to one input acceptance unit 4 of the first measuring channel (in the figure this connection is not shown), thereby eliminating the design of the power module of the controller as a structurally separate unit, which in turn simplifies the construction of a controller and its operation.

Каждое твердотельное реле 7 и каждый дискретный вход 8 через расширитель 14 соединены с соответствующими информационными входами-выходами центрального процессора 15. С информационными входами-выходами центрального процессора 15 также соединены через соответствующие блоки гальванической развязки 6 выходы измерительных микросхем 5 измерительных каналов, а также через блок гальванической развязки 13 входы-выходы интерфейса RS-485 12. Each solid-state relay 7 and each discrete input 8 through an expander 14 are connected to the corresponding information inputs and outputs of the central processor 15. With the information inputs and outputs of the central processor 15 are also connected through the corresponding galvanic isolation blocks 6 outputs of the measuring circuits 5 measuring channels, as well as through the block galvanic isolation 13 inputs and outputs of the RS-485 interface 12.

Конкретные варианты выполнения (модификации) модуля ввода-вывода 1 могут отличаться количеством измерительных каналов, функцией этих каналов исходя из видов контролируемой энергии потребления, наличием разного количества реле 7 и дискретных входов 8, разным их конструктивным выполнением или их отсутствием. Однако все возможные варианты выполнения (модификации) модуля ввода-вывода 1 содержат измерительные каналы, цепь электропитания (позиции 9,10,11), включая упомянутые соединения входящих в ее состав блоков 9 и 11, интерфейс RS-485 12 с блоком гальванической развязки 13 и расширитель 14.Specific options for the implementation (modification) of the input-output module 1 may differ in the number of measuring channels, the function of these channels based on the types of controlled energy consumption, the presence of a different number of relays 7 and discrete inputs 8, their different design or lack thereof. However, all possible options for the execution (modification) of the input-output module 1 contain measuring channels, a power supply circuit (positions 9, 10, 11), including the mentioned connections of the units 9 and 11 included in it, an RS-485 interface 12 with a galvanic isolation unit 13 and expander 14.

Системный модуль 2 содержит центральный процессор 15 (32-х разрядная интегральная микросхема STM32), с которым соединены два блока оперативной памяти 16, блок постоянной памяти 17, SD карта памяти 18, разъем программатора 19, разъем USB 20 через диодную защиту 21, разъем Ethernet 22 через LAN адаптер 23, блок светодиодных индикаторов 24, а также дополнительная цепь электропитания, включающая дополнительный стабилизатор 25, соединенный с выходом стабилизатора 11, аккумуляторную батарею 26, контроллер 27 заряда аккумуляторной батареи и регулятор напряжения 28, соединенный своим выходом с входом питания центрального процессора 15 и соответствующим контактом разъема для установки модуля связи 3. Блоки оперативной памяти 16 являются энергозависимыми, они предназначены для временного хранения переменных, массивов. Блок постоянной памяти 17 является энергонезависимым, он предназначен для хранения программы работы котроллера. SD-карта 18 предназначена для хранения архива; она является съемной. Разъем программатора 19 предназначен для подключения внешнего устройства для загрузки и отладки программы в процессе изготовления контроллера. Разъем 19 расположен на плате системного модуля 3 и недоступен пользователю; он предназначен для специалиста, осуществляющего загрузку и отладку программы. Разъем USB 20 через диодную защиту 21 соединен с центральным процессором 15. Разъем 20 предназначен для подключения внешнего компьютера с целью отладки и обновления программного обеспечения для центрального процессора, настройки и конфигурирования параметров работы устройства. Диодная защита 21 предназначена для предотвращения передачи возможных высоких напряжений и токов на внешний компьютер. Разъем Ethernet 22, соединенный с процессором 15 через LAN адаптер 23, предназначен для установления информационной (проводной) связи контроллера с IoT-центром. Блок 24 содержит множество соединенных с процессором 15 светодиодов, через которые осуществляется визуальная индикация работы котроллера. Дополнительная цепь электропитания (позиции 25-28) обеспечивает работу системного модуля 2 и модуля связи 3 (если установлен) в период временного отключения внешнего источника электроэнергии. System module 2 contains a central processor 15 (32-bit integrated microchip STM32), to which two random access memory units 16, a read-only memory unit 17, an SD memory card 18, a programmer socket 19, a USB connector 20 through a diode protection 21, an Ethernet connector are connected 22 through a LAN adapter 23, a block of LEDs 24, as well as an additional power supply circuit including an additional stabilizer 25 connected to the output of the stabilizer 11, a battery 26, a battery charge controller 27 and a voltage regulator 28, connected This output is provided with the power input of the central processor 15 and the corresponding pin of the connector for installing the communication module 3. The memory blocks 16 are volatile, they are intended for temporary storage of variables, arrays. The read-only memory 17 is non-volatile, it is designed to store the program of work of the controller. SD card 18 is designed to store the archive; It is removable. The connector of the programmer 19 is designed to connect an external device for downloading and debugging the program during the manufacture of the controller. Connector 19 is located on the system module board 3 and is not accessible to the user; it is intended for a specialist who downloads and debugs a program. The USB 20 connector is connected to the central processor 15 through the diode protection 21. The connector 20 is designed to connect an external computer for debugging and updating software for the central processor, and to configure and configure device operation parameters. Diode protection 21 is designed to prevent the transmission of possible high voltages and currents to an external computer. The Ethernet connector 22, connected to the processor 15 via the LAN adapter 23, is designed to establish information (wired) communication between the controller and the IoT center. Block 24 contains a plurality of LEDs connected to the processor 15, through which a visual indication of the operation of the controller is carried out. An additional power supply circuit (positions 25-28) ensures the operation of the system module 2 and communication module 3 (if installed) during the period of temporary shutdown of an external power source.

Модуль связи 3 предназначен для установления радиосвязи контроллера с IoT-центром, альтернативной проводной связи через разъем Ethernet 22. Данный модуль не является обязательным, так как в конструкции системного модуля 2 содержится упомянутый канал связи Ethernet. По этой причине в конструкции контроллера на кросс-плате установлен лишь разъем для установки модуля связи 3. При этом сам модуль связи 3 содержит три разъема для установки на модуль связи радиомодемов Wi-Fi, GSM/GPRS и LORA (позиции 29, 30, 31). Кроме того, модуль связи содержит постоянно установленный на этом модуле блок идентификации 32, предназначенный для идентификации радиомодема (одного из трех), предназначенного для установления радиосвязи контроллера с IoT-центром. При этом указанный блок 32 в его наиболее простом варианте исполнения представляет собой электрические перемычки, соединяющие только один радиомодем с процессором 15. В этом случае в корпусе контроллера на кросс-плате, одновременно являющейся модулем ввода-вывода, в соответствующий разъем установлен модуль связи 3 с тем радиомодемом (либо 29, либо 30, либо 31), который задан на блоке идентификации 32. Таким образом, потребителю могут быть поставлены контроллеры в трех вариантах комплектации: 1) без модуля связи 3, когда связь контроллера с IoT-центром может осуществляться только посредством Ethernet (позиции 22, 23); 2) с модулем связи 3, содержащим один радиомодем из возможных трех, так что поставщиком на блоке идентификации 32 предварительно задан фактически установленный радиомодем; 3) с модулем связи 3, содержащим все радиомодемы (позиции 29, 30, 32), с тем чтобы сам потребитель определил при помощи блока идентификации 32 тот радиомодем, который будет им фактически использоваться для связи с IoT-центром. Communication module 3 is designed to establish radio communication between the controller and the IoT center, alternative wired communication via Ethernet connector 22. This module is not necessary, since the system module 2 contains the mentioned Ethernet communication channel. For this reason, the controller’s design on the cross-circuit board only has a connector for installing communication module 3. Moreover, communication module 3 contains three connectors for installing Wi-Fi, GSM / GPRS and LORA radio modems on the communication module (positions 29, 30, 31 ) In addition, the communication module contains an identification unit 32, permanently installed on this module, for identifying a radio modem (one of three) intended for establishing a radio link between the controller and the IoT center. Moreover, the indicated block 32 in its simplest embodiment is electric jumpers connecting only one radio modem to the processor 15. In this case, the communication module 3 s is installed in the corresponding socket on the cross-board, which is also an input-output module, the radio modem (either 29, 30, or 31) that is set on the identification unit 32. Thus, the controllers can be delivered to the consumer in three configuration options: 1) without a communication module 3, when the controller communicates with the IoT center m can only be performed by Ethernet (positions 22, 23); 2) with a communication module 3 containing one of the possible three radio modems, so that the supplier on the identification unit 32 is pre-configured with the actually installed radio modem; 3) with a communication module 3 containing all the radio modems (items 29, 30, 32), so that the consumer himself determines using the identification unit 32 that radio modem that he will actually use to communicate with the IoT center.

Использование контроллера заключается в следующем.Using a controller is as follows.

Юридическое лицо, являющееся собственником IoT-центра, заключает договора с клиентами центра на возмездное оказание услуг автоматизированного IoT контроля и управления потреблением энергоресурсов. При этом клиент может находиться в любом месте земного шара при условии доступа к сети Интернет посредством Ethernet или по одному из радиоканалов (Wi-Fi, GSM/GPRS, LORA). С этой целью каждый клиент приобретает в свою собственность и устанавливает на своих объектах, энергоданные которых подлежат контролю и управлению, множество контроллеров для формирования и соответствующих I-вещей. Каждая I-вещь представляет собой одно или множество потребляющего электроэнергию объектов, подключенного к контроллеру. Все эти объекты делят на группы, каждая из которых подключается к одному контроллеру. При этом к первому измерительному каналу (позиции 4, 5, 6) подключают общую линию трехфазного питания группы объектов, к которой также подключен трансформатор 9 цепи питания контроллера. К другим измерительным каналам (они на фиг. под теми же позициями 4, 5, 6) подключают трехфазные линии питания отдельных объектов энергопотребления, входящих в рассматриваемую группу. При необходимости в рамках рассматриваемой группы объектов также делают подключения к твердотельным реле 7 и дискретным входам 8 рассматриваемого контроллера. The legal entity that owns the IoT center concludes agreements with the center’s clients for the provision of services of automated IoT control and management of energy consumption. At the same time, the client can be located anywhere in the world subject to access to the Internet via Ethernet or one of the radio channels (Wi-Fi, GSM / GPRS, LORA). For this purpose, each client acquires in their ownership and installs at their facilities, the energy data of which are subject to control and management, many controllers for the formation and the corresponding I-things. Each I-thing is one or many power-consuming objects connected to a controller. All these objects are divided into groups, each of which is connected to one controller. At the same time, a common three-phase power line of a group of objects is connected to the first measuring channel (positions 4, 5, 6), to which a transformer 9 of the controller power circuit is also connected. To other measuring channels (they are in Fig. Under the same positions 4, 5, 6), three-phase power lines of individual energy consumption objects included in the considered group are connected. If necessary, within the framework of the considered group of objects, connections are also made to solid-state relays 7 and discrete inputs 8 of the controller in question.

Сформированные таким образом I-вещи оказываются включенными в систему глобального IoT контроля и управления, в рамках которой рассматриваемое множество образует нижний (клиентский) уровень системы, осуществляющей функцию глобального контроля и управления.The I-things thus formed appear to be included in the global IoT control and management system, within which the set under consideration forms the lower (client) level of the system that performs the global control and management function.

В зависимости от задач клиента ему могут быть предложены разные модификации контроллера для формирования разных наборов I-вещей в пределах заявленных патентных притязания. Ниже приведен типовой набор I-вещей, формируемых при помощи заявленного контроллера.Depending on the client’s tasks, different controller modifications may be offered to him for the formation of different sets of I-things within the claimed patent claims. Below is a typical set of I-things formed using the claimed controller.

N N
п/п
Nn
p / p
Тип
IoT-контроллера
Type of
IoT controller
Число каналовNumber of channels ВходыInputs ВыходыOutputs ПримечанияNotes
1one Одноканальный трехфазный регистраторSingle Channel Three Phase Recorder 1one U: L1..3, N
I: ТТ1..3
U: L1..3, N
I: TT1..3
1 DO1 DO На каждый канал:
- аналоговый вход для измерения напряжения между каждой фазой (L) и нейтралью (N);
- аналоговый вход для измерения тока (с помощью трансформатора тока - TT) по каждой фазе;
- 1 дискретный выход, реализованный на базе твердотельного реле
Измерения:
действующие значения тока и напряжения; полная, активная и реактивная мощности; коэффициент мощности; суммарная энергия; частота сети; коэффициент гармонических составляющих; коэффициент искажений по току; несимметрия тока
On each channel:
- an analog input for measuring the voltage between each phase (L) and neutral (N);
- an analog input for measuring current (using a current transformer - TT) for each phase;
- 1 discrete output implemented on the basis of a solid state relay
Measurements:
current values of current and voltage; full, active and reactive power; Power factor; total energy; network frequency; coefficient of harmonic components; current distortion factor; current asymmetry
22 Четырехканальный трехфазный регистраторFour-channel three-phase recorder 4four 4 U: L1..3, N
4 I: ТТ1..3
4 U: L1..3, N
4 I: TT1..3
4 DO4 DO
33 Одноканальный однофазный регистраторSingle Channel Single Phase Recorder 1one 4 U: L, N
4 I: ТТ
4 U: L, N
4 I: TT
4 DO4 DO
4four Четырехканальный однофазный регистраторFour-channel single-phase recorder 4four 4 U: L, N
4 I: ТТ
4 U: L, N
4 I: TT
4 DO4 DO
5five Восьмиканальный однофазный регистраторEight-channel single-phase recorder 8eight 8 U: L, N
8 I: ТТ
8 U: L, N
8 I: TT
8 DO8 DO

66 Одноканальный диммерSingle Channel Dimmer 1one 2 AI2 AI 1 AO1 AO На каждый канал:
- 2 аналоговых входа (0-10в / 0-20 мА / 4-20 мА);
- 1 выход для управления нагрузкой от 0 до 2 кВт;
Измерения:
действующие значения тока и напряжения; полная, активная и реак9тивная мощности; суммарная энергия
On each channel:
- 2 analog inputs (0-10v / 0-20 mA / 4-20 mA);
- 1 output to control the load from 0 to 2 kW;
Measurements:
current values of current and voltage; full, active and reactive power; total energy
77 Четырехканальный диммерFour channel dimmer 4four 8 AI8 AI 4 AO4 AO 8eight Восьмиканальный диммерEight channel dimmer 8eight 16 AI16 AI 8 AO8 AO 99 Одноканальный релейный модульSingle Channel Relay Module 1one 2 DI2 DI 1 DO1 DO На каждый канал:
- 2 дискретных входа (12-24В);
- 1 выход для управления нагрузкой до 2 кВт, реализованный на базе твердотельного реле
Измерения:
действующие значения тока и напряжения; полная, активная и реактивная мощности; суммарная энергия
On each channel:
- 2 discrete inputs (12-24V);
- 1 output for load control up to 2 kW, implemented on the basis of a solid-state relay
Measurements:
current values of current and voltage; full, active and reactive power; total energy
10ten Четырехканальный релейный модульFour Channel Relay Module 4four 8 DI8 DI 4 DO4 DO 11eleven Восьмиканальный релейный модульEight-channel relay module 8eight 16 DI16 DI 8 DO8 DO 1212 ИК-трансиверIR transceiver 1one 1 IR1 IR 4 DO4 DO ИК приемопередатчик (угол передачи команд по вертикали/горизонтали - 900)
4 дискретных выхода, реализованных на базе твердотельного реле
IR transceiver (vertical / horizontal command angle - 900)
4 discrete outputs based on a solid state relay
1313 Одноканальный универсальный контроллерSingle channel universal controller 1one 1 AI
2 DI
1 AI
2 DI
1 AO
2 DO
1 AO
2 DO
На каждый канал:
- 1 аналоговый вход (0-10в / 0-20 мА / 4-20 мА);
- 2 дискретных входа (12-24В) со счетным режимом;
- 1 аналог выхода (0-10в / 0-20 мА / 4-20 мА);
- 2 выхода для управления нагрузкой до 2 кВт, реализованный на базе твердотельного реле
On each channel:
- 1 analog input (0-10v / 0-20 mA / 4-20 mA);
- 2 discrete inputs (12-24V) with counting mode;
- 1 analog output (0-10V / 0-20 mA / 4-20 mA);
- 2 outputs for load control up to 2 kW, implemented on the basis of a solid-state relay
1414 Четырехканальный универсальный контроллерFour-channel universal controller 4four 4 AI
8 DI
4 AI
8 DI
4 AO
8 DO
4 AO
8 DO
1515 Восьмиканальный универсальный контроллерEight-channel universal controller 8eight 8 AI
16 DI
8 AI
16 DI
8 AO
16 DO
8 AO
16 DO
16sixteen Климатический модульClimate module 1one 4 AI4 AI - - Измерения:
температура, влажность, освещенность, угарный газ
Measurements:
temperature, humidity, light, carbon monoxide
1717 Шлюз Modbus RTU / IoTModbus RTU / IoT Gateway 1one RS-485
Ethernet
Wi-Fi
RS-485
Ethernet
Wifi
RS-485
Ethernet
Wi-Fi
RS-485
Ethernet
Wifi
Предусматривается возможность Modbus Master / slave переключенияModbus Master / slave switching possible

1818 Модуль счетно-импульсного вводаPulse Input Module 8eight 8 DI8 DI -- Минимальная длительность сигнала 100 мкс
Максимальная измеряемая частота по входу 5000 Гц
Диапазоны: 0...10 Гц; 0...100 Гц; 0...1000 Гц; 0...5000 Гц
Minimum Signal Duration 100 μs
Maximum measured input frequency 5000 Hz
Ranges: 0 ... 10 Hz; 0 ... 100 Hz; 0 ... 1000 Hz; 0 ... 5000 Hz

Самый простым IoT-контроллером в этом наборе является регистратор, который представляет собой устройство, подключаемое либо в однофазную сеть, либо в трехфазную сеть (однофазный или трехфазный регистратор). Он производит измерение мгновенных и среднедействующих токов по фазам, напряжений, активной, реактивной и полной мощности, энергии, частоты, гармоник, несимметрии тока, несинусоидальности и ряда других параметров, характеризующих количество и качество проходящей электрической энергии. Такой регистратор устанавливает, как поставщик электроэнергии (на своем выходе), так и потребитель (на своем входе). Если нет потерь, нет несанкционированных подключений, то оба контрагента фиксируют одинаковое количество электроэнергии. Но, поскольку существует кпд, перепады, обрыв, короткое замыкание, утечки, то очевидно, что потребитель получит фактически меньше энергии, чем отдал поставщик. При этом каждый регистратор рассматриваемой пары накапливает в своей памяти информацию, где эта информация сохраняется до полугода. Но, поскольку у регистратора есть интерфейс подключения к Интернету, то каждый заинтересованный контрагент эту информацию может получить через Интернет. Регистраторы могут быть одноканальные или многоканальные. Одноканальный регистратор - это устройство, которое можно подключить только к одной линии электропередач. Многоканальный регистратор имеет несколько каналов, каждый из которых может подключаться на свою линию электропередач. Кроме того, для управления на нижнем уровне системы используется диммер, который также является одноканальным или многоканальным. Он может управлять нагрузкой до 2 киловатт, в том числе мощным коммутационным оборудованием, автоматическими выключателями или контакторами. На нижнем (клиентском) уровне также используется универсальный контроллер, который представляет собой обычное устройство ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, куда можно завести сигналы 4-20 мА (стандарт), либо 0-10 В. На нижнем уровне есть также климатический модуль (4-20 мА, 0-10 В) для ввода сигналов от датчиков температуры, влажности, давления, а также инфракрасный модуль для дистанционного включения и выключения потребителей электроэнергии. К нижнему (клиентскому) уровню системы относятся, кроме того, шлюзы (преобразователи протоколов): с одной стороны, интернет, а с другой промышленная сеть с протоколами Modbus RTU, ASCII, Profibus, CAN, HART, 1-wire, MBus и др. Шлюз позволяет преобразовывать сигналы и отправлять данные в Интернет. The simplest IoT controller in this set is a registrar, which is a device connected either to a single-phase network or to a three-phase network (single-phase or three-phase registrar). It measures instantaneous and average operating currents by phase, voltage, active, reactive and apparent power, energy, frequency, harmonics, current asymmetry, non-sinusoidality and a number of other parameters characterizing the quantity and quality of transmitted electric energy. Such a registrar establishes both the electricity supplier (at its output) and the consumer (at its input). If there are no losses, there are no unauthorized connections, then both counterparties record the same amount of electricity. But, since there is efficiency, differences, open circuit, short circuit, leakage, it is obvious that the consumer will receive actually less energy than the supplier gave. At the same time, each registrar of the pair in question accumulates information in its memory where this information is stored for up to six months. But, since the registrar has an Internet connection interface, each interested counterparty can receive this information via the Internet. Registrars can be single-channel or multi-channel. A single-channel recorder is a device that can be connected to only one power line. A multi-channel recorder has several channels, each of which can be connected to its own power line. In addition, for control at the lower level of the system, a dimmer is used, which is also single-channel or multi-channel. It can control loads up to 2 kilowatts, including powerful switching equipment, circuit breakers or contactors. At the lower (client) level, a universal controller is also used, which is a usual input / output device for analog and discrete signals, where 4-20 mA (standard), or 0-10 V signals can be inserted. At the lower level there is also a climate module ( 4-20 mA, 0-10 V) for inputting signals from temperature, humidity, pressure sensors, as well as an infrared module for remote switching on and off of electricity consumers. The lower (client) level of the system also includes gateways (protocol converters): on the one hand, the Internet, and on the other, an industrial network with Modbus RTU, ASCII, Profibus, CAN, HART, 1-wire, MBus, etc. protocols. The gateway allows you to convert signals and send data to the Internet.

Claims (2)

1. Универсальный модульный IoT-контроллер для системы глобального мониторинга и управления энергопотреблением, содержащий встроенные в общий корпус и электрически связанные между собой системный модуль (2) и модуль ввода-вывода (1), работающий под управлением системного модуля (2), отличающийся тем, что модуль ввода-вывода (1) выполнен с возможностью измерений энергоданных и управления объектами энергопотребления и представляет собой кросс-плату, объединяющую системный модуль (2), снабженный разъемом Ethernet (22) и LAN адаптером (23) для связи контроллера с IoT-центром, упомянутый модуль ввода-вывода (1) и разъем для установки модуля связи (3), предназначенного для установления под управлением системного модуля (2) альтернативного канала радиосвязи контроллера с IoT-центром при помощи радиомодема Wi-Fi (29), GSM/GPRS (30) или LORA (31), при этом модуль ввода-вывода (1) содержит измерительные каналы для измерения параметров энергопотребления подключенных к этим каналам объектов энергопотребления, причем измерительные каналы включают блок согласования (4), подключенный к измерительной микросхеме (5), которая через блок гальванической развязки (6) подключена к информационным входам-выходам центрального процессора (15), входящего в состав системного модуля (2), твердотельное реле (7) для включения и выключения внешних приборов по командам центрального процессора (15), с которым указанные реле соединены посредством расширителя входов-выходов (14), дискретные входы (8), соединенные с информационными входами-выходами центрального процессора (15) через расширитель входов-выходов (14), для контроля состояния внешних приборов путем измерения входных дискретных сигналов, а также цепь электропитания контроллера, состоящую из последовательно соединенных трансформатора (9), выпрямителя (10) и стабилизатора напряжения (11), соединенного с входом питания расширителя входов-выходов (14).1. A universal modular IoT controller for a global monitoring and energy management system, comprising a system module (2) and an input-output module (1) integrated in a common housing and electrically interconnected, which is controlled by a system module (2), characterized in that the input-output module (1) is capable of measuring energy data and controlling energy consumption objects and is a cross-board combining a system module (2) equipped with an Ethernet connector (22) and a LAN adapter (23) for monitoring a lera with an IoT center, the aforementioned I / O module (1) and a connector for installing a communication module (3) designed to establish, under the control of the system module (2), an alternative radio channel of the controller with the IoT center using a Wi-Fi radio modem (29 ), GSM / GPRS (30) or LORA (31), while the input-output module (1) contains measuring channels for measuring energy parameters of energy consumption objects connected to these channels, and the measuring channels include a matching unit (4) connected to the measuring microcircuit (5), which through the galvanic isolation unit (6), a solid-state relay (7) is connected to the information inputs and outputs of the central processor (15), which is part of the system module (2), for turning on and off external devices according to the instructions of the central processor (15), with which relays are connected by means of an input-output expander (14), discrete inputs (8) connected to information inputs-outputs of a central processor (15) through an input-output expander (14), for monitoring the status of external devices by measuring input discrete signals, as well as the power supply circuit of the controller, consisting of a series-connected transformer (9), a rectifier (10) and a voltage regulator (11) connected to the power input of the input-output expander (14). 2. Универсальный модульный IoT-контроллер по п. 1, отличающийся тем, что он содержит модуль связи (3), установленный на кросс-плате в предназначенный для него разъем на этой плате, при этом модуль связи содержит разъемы для установки радиомодемов Wi-Fi (29), GSM/GPRS (30) и LORA (31), а также блок идентификации (32) радиомодема, при помощи которого с системным модулем (2) соединен только один радиомодем, установленный на плате связи в предназначенный для него на этой плате разъем.2. The universal modular IoT controller according to claim 1, characterized in that it comprises a communication module (3) installed on the cross-board in a slot for it on the board, and the communication module contains connectors for installing Wi-Fi radio modems (29), GSM / GPRS (30) and LORA (31), as well as the identification block (32) of the radio modem, with which only one radio modem is connected to the system module (2), installed on the communication board in that intended for it on this board connector.
RU2019104764U 2019-02-19 2019-02-19 Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System RU192192U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104764U RU192192U1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104764U RU192192U1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU192192U1 true RU192192U1 (en) 2019-09-06

Family

ID=67852216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104764U RU192192U1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU192192U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732316C1 (en) * 2020-02-12 2020-09-15 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ СИНЕРДЖИ ТИАМ» System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network
RU218397U1 (en) * 2023-02-13 2023-05-24 Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" DEVICE FOR DETERMINING STATIC VOLTAGE LOAD CHARACTERISTICS TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF THE EXTERNAL ELECTRIC NETWORK

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU64403U1 (en) * 2006-10-16 2007-06-27 "Закрытое Акционерное Общество "Корпоративный институт электротехнического приборостроения "Энергомера" CONTROLLER
RU110198U1 (en) * 2011-06-16 2011-11-10 Юрий Андреевич Костенко TELEMECHANICS CONTROLLER
US20180076662A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-15 Qualcomm Incorporated MANAGING INTERNET OF THINGS (IoT) DEVICES BASED ON ELECTRICAL POWER RELIABILITY
RU180206U1 (en) * 2017-12-29 2018-06-06 Василий Васильевич Егоров Telemetry device for collecting information and monitoring a remote object
WO2018125989A2 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Intel Corporation The internet of things

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU64403U1 (en) * 2006-10-16 2007-06-27 "Закрытое Акционерное Общество "Корпоративный институт электротехнического приборостроения "Энергомера" CONTROLLER
RU110198U1 (en) * 2011-06-16 2011-11-10 Юрий Андреевич Костенко TELEMECHANICS CONTROLLER
US20180076662A1 (en) * 2016-09-15 2018-03-15 Qualcomm Incorporated MANAGING INTERNET OF THINGS (IoT) DEVICES BASED ON ELECTRICAL POWER RELIABILITY
WO2018125989A2 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Intel Corporation The internet of things
RU180206U1 (en) * 2017-12-29 2018-06-06 Василий Васильевич Егоров Telemetry device for collecting information and monitoring a remote object

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2732316C1 (en) * 2020-02-12 2020-09-15 Общество с ограниченной ответственностью «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ СИНЕРДЖИ ТИАМ» System for transmitting power, data and establishing communication over ethernet network
RU218397U1 (en) * 2023-02-13 2023-05-24 Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" DEVICE FOR DETERMINING STATIC VOLTAGE LOAD CHARACTERISTICS TAKING INTO ACCOUNT THE INFLUENCE OF THE EXTERNAL ELECTRIC NETWORK

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2238786C (en) Panelboard for controlling and monitoring power or energy
CN111699105B (en) Charging station and method for charging an electric vehicle using distributed energy measurement
CN201464628U (en) Ground power supply and distribution test system supporting constellation test
KR101016770B1 (en) A modular system for integrating sensors and meters using the parallel data bus
RU192192U1 (en) Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System
RU2712111C1 (en) Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption
CN104020372A (en) Acquisition terminal equipment communication interface load capacity tester with communication module
CN112365700A (en) Low-voltage centralized meter reading method and device
JP2020038064A (en) Wiring check system, wiring check method, slave unit, and master unit
CN111327016B (en) Circuit breaker, topology network, topology networking method and device
CN113506710A (en) Intelligent circuit breaker body and intelligent circuit breaker device
CN112346990A (en) Automatic testing method and system for stability control device
CN115426546B (en) Full-automatic power distribution network intelligent terminal testing arrangement
CN118140467A (en) Offset brackets and associated stackable communication hubs; a distributed communication and control system using a concurrent multichannel master unit; on-line signal processing apparatus and method for producing the same
CN114282279A (en) Automatic generation method and device for power supply diagram of industrial personal computer cabinet
KR102127731B1 (en) Intelligent switchboard and power control method using it
de Souza et al. Residential smart plug with bluetooth communication
JP2023539422A (en) Systems and methods for generating and measuring electrical signals
CN207354287U (en) Bandwidth carrier automatization test system
Gorai et al. Substation Monitoring & Control System
CN112365701A (en) Ammeter data acquisition method, device, equipment and storage medium
CN112367250A (en) Internet of things multi-protocol gateway
CN109089177A (en) A kind of fast connection module of modularity Almightiness type IO and gateway
CN218514150U (en) Distribution automation terminal who possesses line loss function
CN103683299A (en) Branch load monitoring device for distribution transformer