RU2712111C1 - Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption - Google Patents

Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption Download PDF

Info

Publication number
RU2712111C1
RU2712111C1 RU2019104768A RU2019104768A RU2712111C1 RU 2712111 C1 RU2712111 C1 RU 2712111C1 RU 2019104768 A RU2019104768 A RU 2019104768A RU 2019104768 A RU2019104768 A RU 2019104768A RU 2712111 C1 RU2712111 C1 RU 2712111C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
input
controller
iot
measuring
Prior art date
Application number
RU2019104768A
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 RU2019104768A priority Critical patent/RU2712111C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2712111C1 publication Critical patent/RU2712111C1/en
Priority to PCT/RU2020/050021 priority patent/WO2020171742A1/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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

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

Abstract

FIELD: data processing.SUBSTANCE: invention relates to digital data processing using devices intended for use in global monitoring and energy resources control systems based on IoT technology. Universal modular IoT-controller for global monitoring and power consumption control system has built-in common input/output module 1, which is simultaneously a motherboard, system module 2 fixed on the motherboard and a connector designed to be installed on the communication board cross-board 3. Input-output module 1 and system module 2 are electrically connected to each other through a motherboard. Input/output module 1 is configured to measure parameters associated with power consumption and control power consumption objects. System module 2 comprises central processor 15. Communication module 3 is designed to establish radio communication of a controller with an IoT center.EFFECT: extending the range of controllers by creating a universal modular IoT controller characterized by the ability to control energy data, controlling consumption of power resources both in autonomous mode and within the center of global control of power resources consumption based on IoT-control technology.1 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение 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 invention relates to the processing of digital data using electrical devices, which are a combination of storage devices, input-output devices, central processor devices, information transfer devices or other signals between these devices, and intended for use in global monitoring and energy management 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 Internet of things technologies;

(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-х 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 electrical switching of the signal and power circuits in the controller and the connection of external circuits from the connectors is provided, a secondary power source module that generates secondary voltages 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 claimed 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 даёт 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 functional capabilities, 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 G06F 13/00, опубликовано 10.11.2011 Бюл. № 31).The closest analogue (prototype) is a telemechanics controller containing a system module integrated in a common housing, a power module, 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 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 G06F 13/00, 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 даёт 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 направлено заявленное изобретение, заключается в необходимости расширения арсенала контроллеров за счёт создания универсального модульного IoT-контроллера для систем глобального мониторинга и управления энергопотреблением на базе технологии IoT.The technical problem to which the claimed invention 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 изобретенияDisclosure of the invention

Технический результат заключается в реализации указанного назначения: расширение арсенала контроллеров путём 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 счёт, 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 the indicated 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 . Moreover, the claimed controller relative to the prototype is characterized by a simpler modular design due to, firstly, the I / O module performing the functions 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 и модуль ввода-вывода, работающий под управлением системного модуля, при этом модуль ввода-вывода выполнен с возможностью измерений энергоданных и управления объектами энергопотребления, и представляет собой кросс-плату, объединяющую системный модуль, снабженный разъемом Ethernet и LAN адаптером для связи контроллера с IoT-центром, упомянутый модуль ввода-вывода и разъем для установки модуля связи, предназначенного для установления под управлением системного модуля альтернативного канала радиосвязи контроллера с IoT-центром при помощи радиомодема Wi-Fi, GSM/GPRS или LORA, при этом модуль ввода-вывода содержит измерительные каналы для измерения параметров энергопотребления подключенных к этим каналам объектов энергопотребления, причем каждый измерительный канал включает блок согласования, подключенный к измерительной микросхеме, которая через блок гальванической развязки подключена к информационным входам-выходам центрального процессора, входящего в состав системного модуля, твердотельные реле для включения и выключения внешних приборов по командам центрального процессора, с которым указанные реле соединены посредством расширителя входов-выходов, дискретные входы, соединенные с информационными входами-выходами центрального процессора через расширитель входов-выходов, для контроля состояния внешних приборов путем измерения входных дискретных сигналов, а также цепь электропитания контроллера, состоящую из последовательно соединенных трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения, соединенного с входом питания расширителя входов-выходов, при этом трансформатор этой цепи соединен с одним из входов блока согласования первого измерительного канала.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 and an input-output module integrated in a common housing and electrically interconnected that are controlled by a system module, while the input-output module is designed with the ability to measure energy data and manage energy consumption objects, and is a cross-board combining a system module equipped with an Ethernet connector and a LAN adapter for communication a controller with an IoT center, the aforementioned input-output module and a connector for installing a communication module designed to establish, under the control of the system module, an alternative radio channel of the controller with the IoT center using a Wi-Fi, GSM / GPRS or LORA radio modem, while the module the input / output contains measuring channels for measuring energy consumption parameters of energy consumption objects connected to these channels, and each measuring channel includes a matching unit connected to a measuring microcircuit, which the galvanic isolation unit is connected to the information inputs and outputs of the central processor, which is part of the system module, solid-state relays for turning on and off external devices according to the instructions of the central processor, to which these relays are connected via an I / O expander, discrete inputs connected to information inputs - the outputs of the central processor through an I / O expander, for monitoring the status of external devices by measuring discrete input signals, as well as an electronic circuit The power supply of the controller, consisting of a series-connected transformer, a rectifier and a voltage stabilizer connected to the power input of the input-output expander, while the transformer of this circuit is connected to one of the inputs of the matching unit of the first measuring channel.

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 connector for it on the circuit board, while 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 изобретенияThe implementation of the invention

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 что модуль ввода-вывода 1 и модуль связи 3 (если установлен) работают под непосредственным управлением системного модуля 2.The controller contains an input-output module 1 integrated in the common case, which is also a cross-board, 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 (case, 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-х 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 related to measuring the parameters of 3-phase electrical power lines of various I-things (energy consumption objects, i.e., energy-consuming equipment of technological lines connected to the controller, for example, 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 определённой 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 подаётся на измерительную микросхему 5, и перевода (при помощи шунтирующего резистора) большого тока в малый до 10 мА, который также подаётся на измерительную микросхему 5. В качестве измерительной микросхемы 5 используется выпускаемая промышленностью большая интегральная микросхема V9203 (производство Китая), предназначенная для измерения параметров трёхфазных цепей. Она включает блоки для калибровки, измерения последовательности фаз, мгновенных и среднедействующих значений напряжений и токов, мощности (активной, реактивной, полной), блока расчёта 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 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 network 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 supplied to the measuring microcircuit 5, and to transfer (using a shunt resistor) high current to small current up to 10 mA, which is also supplied to the measuring microcircuit 5. As a measuring microcircuit 5 uses a large integrated circuit chip V9203 (manufactured in China), manufactured by the industry, designed to measure the parameters of three-phase circuits. 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 discrete input signals.

Модуль ввода-вывода 1 содержит интегрированную в модуль цепь электропитания контроллера (последовательно соединённые 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 соединён с центральным процессором 15. При этом один из выходов стабилизатора 11 указанной цепи электропитания соединён с входом питания расширителя 14, а трансформатор 9 этой цепи соединён 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 (series-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 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) that eliminates the design of the controller as a power module 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. Also connected to the information inputs and outputs of the central processor 15 through the corresponding galvanic isolation blocks 6 are the outputs of the measuring circuits 5 of the 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 её 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 implementation (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 12 interface 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, разъём программатора 19, разъём USB 20 через диодную защиту 21, разъём Ethernet 22 через LAN адаптер 23, блок светодиодных индикаторов 24, а также дополнительная цепь электропитания, включающая дополнительный стабилизатор 25, соединённый с выходом стабилизатора 11, аккумуляторную батарею 26, контроллер 27 заряда аккумуляторной батареи и регулятор напряжения 28, соединённый своим выходом с входом питания центрального процессора 15 и соответствующим контактом разъёма 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 съёмной. Разъём программатора 19 предназначен для подключения внешнего устройства для загрузки и отладки программы в процессе изготовления контроллера. Разъём 19 расположен на плате системного модуля 3 и недоступен пользователю; он предназначен для специалиста, осуществляющего загрузку и отладку программы. Разъём USB 20 через диодную защиту 21 соединён с центральным процессором 15. Разъём 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. Разъём Ethernet 22, соединённый с процессором 15 через LAN адаптер 23, предназначен для установления информационной (проводной) связи контроллера с IoT-центром. Блок 24 содержит множество соединённых 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 circuit STM32), with which two RAM blocks 16 are connected, a permanent memory block 17, an SD memory card 18, a programmer 19 connector, a USB 20 connector through a diode protection 21, an Ethernet connector 22 through a LAN adapter 23, a block of LED indicators 24, and also 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 terminal pin for installing the communication module 3. The memory units 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; she 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 3 board 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 22 connector, 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 many 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 разъём 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 разъём для установки модуля связи 3. При этом сам модуль связи 3 содержит три разъёма 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 трёх), 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 разъём 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 трёх 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 трёх, 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 design of 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 itself 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, designed to identify a radio modem (one of three), designed to establish a radio link between the controller and the IoT center. Moreover, the indicated block 32 in its simplest embodiment is an electrical jumper connecting only one radio modem to the processor 15. In this case, in the controller housing on the cross-board, which is also an input-output module, a communication module 3 s is installed in the corresponding socket the radio modem (either 29, 30, or 31) that is set on the identification unit 32. Thus, the controllers can be supplied with the consumer in three configuration options: 1) without a communication module 3, when the controller communicates with the IoT center m can only be made 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 with the help of 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 трёхфазного 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 трёхфазные 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 via 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 energy-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, the common three-phase power line of the group of objects is connected to the first measuring channel (positions 4, 5, 6), to which the 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
A type
IoT controller
Число каналовNumber of channels ВходыInputs ВыходыOutputs ПримечанияNotes
11eleven Одноканальный трехфазный регистраторSingle Channel Three Phase Recorder 11 U: L1..3, N
I: ТТ1..3
U: L 1..3 , N
I: TT 1..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
2222 Четырехканальный трехфазный регистраторFour-channel three-phase recorder 44 4 U: L1..3, N
4 I: ТТ1..3
4 U: L 1..3 , N
4 I: TT 1..3
4 DO4 DO
3333 Одноканальный однофазный регистраторSingle Channel Single Phase Recorder 11 4 U: L, N
4 I: ТТ
4 U: L, N
4 I: TT
4 DO4 DO
4444 Четырехканальный однофазный регистраторFour-channel single-phase recorder 44 4 U: L, N
4 I: ТТ
4 U: L, N
4 I: TT
4 DO4 DO
5555 Восьмиканальный однофазный регистраторEight-channel single-phase recorder 88 8 U: L, N
8 I: ТТ
8 U: L, N
8 I: TT
8 DO8 DO

6666 Одноканальный диммерSingle Channel Dimmer 11 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
7777 Четырехканальный диммерFour channel dimmer 44 8 AI8 AI 4 AO4 AO 8888 Восьмиканальный диммерEight channel dimmer 88 16 AI16 AI 8 AO8 AO 9999 Одноканальный релейный модульSingle Channel Relay Module 11 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
110110 Четырехканальный релейный модульFour Channel Relay Module 44 8 DI8 DI 4 DO4 DO 111111 Восьмиканальный релейный модульEight-channel relay module 88 16 DI16 DI 8 DO8 DO 112112 ИК-трансиверIR transceiver 11 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 (angle of command transmission vertically / horizontally - 90 0 )
4 discrete outputs based on a solid state relay
113113 Одноканальный универсальный контроллерSingle channel universal controller 11 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
114114 Четырехканальный универсальный контроллерFour-channel universal controller 44 4 AI
8 DI
4 AI
8 DI
4 AO
8 DO
4 AO
8 DO
115115 Восьмиканальный универсальный контроллерEight-channel universal controller 88 8 AI
16 DI
8 AI
16 DI
8 AO
16 DO
8 AO
16 DO
116116 Климатический модульClimate module 11 4 AI4 AI - - Измерения:
температура, влажность, освещенность, угарный газ
Measurements:
temperature, humidity, light, carbon monoxide
117117 Шлюз Modbus RTU / IoTModbus RTU / IoT Gateway 11 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

118118 Модуль счетно-импульсного вводаPulse counting module 88 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 трёхфазную сеть (однофазный или трёхфазный 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 своём выходе), так и потребитель (на своём 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-х 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 recorder). 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, drops, open, 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, then 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 manage 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 conventional 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 каждый измерительный канал включает 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), твердотельные 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), при этом трансформатор (9) этой цепи соединен с одним из входов блока согласования (4) первого измерительного канала.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 for 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 consumption parameters of energy consumption objects connected to these channels, and each measuring channel includes a matching unit (4) connected to measuring microcircuit (5), to which through the galvanic isolation unit (6) is connected to the information inputs-outputs of the central processor (15), which is part of the system module (2), solid-state relays (7) for turning on and off external devices according to the commands of the central processor (15), with which these relays are connected by means of an input-output expander (14), discrete inputs (8) connected to the information inputs-outputs of the central processor (15) through an input-output expander (14), for monitoring the status of external devices by measuring input the terminal signals, as well as the controller power supply circuit, consisting of a transformer (9), a rectifier (10) and a voltage regulator (11) connected in series, connected to the power input of the input-output expander (14), while the transformer (9) of this circuit is connected with one of the inputs of the matching unit (4) of the first measuring channel. 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 contains 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 card in the one intended for it on this card connector.
RU2019104768A 2019-02-19 2019-02-19 Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption RU2712111C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104768A RU2712111C1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption
PCT/RU2020/050021 WO2020171742A1 (en) 2019-02-19 2020-02-17 Universal modular iot controller for a system of global monitoring and control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104768A RU2712111C1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2712111C1 true RU2712111C1 (en) 2020-01-24

Family

ID=69184167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104768A RU2712111C1 (en) 2019-02-19 2019-02-19 Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2712111C1 (en)
WO (1) WO2020171742A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU213607U1 (en) * 2022-04-08 2022-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОЭНЕРДЖИ" Multifunctional IoT controller

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209625U1 (en) * 2021-11-12 2022-03-17 Общество с ограниченной ответственностью «ВОСТОКЭНЕРГОСЕРВИС» Software and hardware complex "Radio controller MKP-23"

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
RU213607U1 (en) * 2022-04-08 2022-09-19 Общество с ограниченной ответственностью "ПРОЭНЕРДЖИ" Multifunctional IoT controller
RU2819568C1 (en) * 2023-11-15 2024-05-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" Method of detecting training data for machine learning of computer system of industrial internet of things powered by rechargeable battery

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020171742A1 (en) 2020-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2238786C (en) Panelboard for controlling and monitoring power or energy
EP2699915B1 (en) System of intelligent sensors in an electrical panelboard
EP3686613B1 (en) Solar energy metering, communications, and control system
CN201464628U (en) Ground power supply and distribution test system supporting constellation test
CN103620423A (en) A system and method to calculate rms current and true power in a multidrop sensor network
KR101016770B1 (en) A modular system for integrating sensors and meters using the parallel data bus
CN111699105B (en) Charging station and method for charging an electric vehicle using distributed energy measurement
RU2712111C1 (en) Universal modular iot-controller for system of global monitoring and control of power consumption
CA2519454C (en) Low-voltage module
RU192192U1 (en) Universal Modular IoT Controller for Global Energy Monitoring and Management System
Durocher et al. Application of next-generation motor management relays improves system reliability in process industries
EP3746851B1 (en) Method and apparatus for configuring i/o modules connected to a fieldbus controller
CN107078479B (en) Electrical connection point for installation in a wall of a dwelling and electrical installation comprising at least one such connection point
JP2020038064A (en) Wiring check system, wiring check method, slave unit, and master unit
CN112346990A (en) Automatic testing method and system for stability control device
CN111954822B (en) Intermediate module, receiver module, monitoring system and monitoring method
CN108390358B (en) Electric integrated controller
JP2018018414A (en) Electronic apparatus
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
CN110869774A (en) Device for measuring electrical variables in a switchboard
KR102127731B1 (en) Intelligent switchboard and power control method using it
Trogrlić et al. Development of a battery management system for centralized control of a battery cluster
Krishnan et al. Context-aware plug-load identification towards enhanced energy efficiency in the built environment
Gorai et al. Substation Monitoring & Control System
CN207354287U (en) Bandwidth carrier automatization test system