Çoklu Sayaç ve Çoklu İletişim Alt Yapıları için Ortak OSOS Yazılımı

... konulu sunumlar: "Çoklu Sayaç ve Çoklu İletişim Alt Yapıları için Ortak OSOS Yazılımı"— Sunum transkripti:

1 Çoklu Sayaç ve Çoklu İletişim Alt Yapıları için Ortak OSOS Yazılımı
ERCAN ERTAŞ ELEKTROMED ARGE MERKEZİ MÜDÜRÜ

2 ELEKTROMED ARGE MERKEZİ -- ŞUBAT 2015
Termikel Grup bünyesinde 1994 yılından bu yana başarıyla hizmet veren ELEKTROMED, her geçen gün sayaç sektöründeki öncü konumunu daha da pekiştiriyor. Sürekli gelişimi kendine ilke edinen ELEKTROMED, sahip olduğu bu vizyonla ulusal sanayinin gelişiminde aktif rol almaya devam ediyor. Elektronik sayaç üretiminde tek vardiyada yılık üretim kapasitesi adedi aşan üretimi ile ELEKTROMED, dünya sayaç sektörünün lider firmaları arasında yer almanın gururunu yaşıyor. Sayaç sistemleri (Mekanik, elektronik ve ön ödemeli su, gaz, elektrik sayaçları dönüşüm setleri) tek vardiyada yıllık kapasitesi adet olan ELEKTROMED, toplam m² kapalı alanda faaliyetlerini sürdürüyor. ELEKTROMED olarak sadece ‘’Sayaç Konusunda Değil’ ’özellikle tüketici elektroniği başta olmak üzere proje geliştirip sanayide öncü haline gelme, ithal olarak getirilen ürünlerin daha gelişmişini Türk mühendisliğinin becerisiyle sanayi ürünü haline getirmekteyiz. Termikel grup bünyesinde 1994 beri faaliyet gösteren Elektromed, Şubat 2015 de Bilim Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından yapılan değerlendirme sonucunda Arge Merkezi Belgesi almaya hak kazanmıştır. ELEKTROMED 18 bin m2 kapalı alanında Monofaze, trifaze, kombi/ön ödeme ve PLC açma kesme elektrik sayaçları Ultrasonik Isı ve Ön Ödemeli Ultrasonik Isı sayaçları Diyaframlı, Ultrasonik, Ön ödemeli gaz sayaçları Tek/Cok huzmeli, volumetrik, ultrasonik ön ödemeli RF uzaktan okumalı soğuk/sıcak su sayaçları, mekanik, ön ödemeli tarımsal sulama sayaçları Dönüşüm setleri Haberleşme üniteleri Üretmektedir.

3 Akıllı Sayaçlar Haberleşme üniteleri ile donanımlı ve tüketimleri saatlik ya da daha kısa aralıklarla kaydedip, dağıtım şirketine faturalama ve denetleme yapması için günlük ileten sayaçlardır. Haberleşme Üniteleri Kendisine bağlı akıllı sayaçlarla periyodik ya da anlık talebe göre bağlantı kurarak bilgi gönderen ya da veri toplayan ve topladığı verileri Kontrol Merkezi’ne gönderen iletişim ve depolama birimleridir. Kontrol merkezi ile akıllı sayaçlar arasında bir köprüdür. Herhangi bir şekilde kontrol merkezi ile iletişim problem olduğunda haberleşme üniteleri kısa dönemli veri depolama görevi de görür. Kontrol Merkezi Haberleşme üniteleri vasıtasıyla akıllı sayaçlardan toplanan bilgileri veritabanlarında depolayan, yetkili kullanıcıların analizi ve planmasına uygun veriler ve grafikler haline dönüştüren, satış terminallerine ve müşterilere kullanıcı dostu web arayüzlerini sağlayan sistemin tümüdür. Walk - by : El Terminali ile sayaç okuma Drive - by : RF-Van ile sayaç okuma Fixed - base : RF Sabit Haberleşme üniteleri ile sayaçlarla tek yönlü RF iletişim sağlanarak sayaç okuma 2Way RF : Sayaçlarda bulunan radyo alıcı/verici sayesinde sayaçların yanına gitmeden kablosuz olarak sayaç verilerinin okunması ve sayaçlardaki vana veya rölelerin uzaktan açma/kapama işleminin yapılmasını sağlayan teknolojidir. Çözümlerimizde gömülü wireless MBUS protokolü ile RF modulleri kullanılmaktadır.

4 Elektromed ürünleri arasında su, elektrik, gaz ve ısı sayaçları bulunmaktadır. Genel olarak bu sayaçlar ve mevcut yazılım sistemleri ön ödemeli ve uzaktan okumalı olarak ikiye ayrılmış durumdadır. Farklı sayaç türleri, kullanım alanları ve bölgeleri için ayrı çözümler üretmek ve geliştirmek maliyet, zaman ve yönetilebilirlik açısından zorluklar yaşanmasına sebep olmuştur. 1-Abone Yönetim Sistemi (Ön Ödemeli): Masaüstü ve web tabanlı olmak üzere iki adet abone yönetim sistemimiz vardır. Masaüstü yazılımımız belediyeler, avmler, sulama birlikleri, marinalar, organize sanayi sitelerinde kullanılmaktadır. Web yazılımımız yurt dışında çeşitli ülkelerde kullanılmaktadır.   2-EAMISS: Elektrik sayaçları için uzaktan sayaç okuma sistemimizdir.  3-WEA:Su sayaçları için uzaktan sayaç okuma sistemimizdir. Var olan yazılımların versiyonlarının gelişen teknolojik yeniliklere uyum sağlanması gerekliliği ve Masaüstü yazılımların Web ortamına taşınarak erişim düzeyinin yükseltilmesi amaçlanmıştır. Bu projenin ana amacı tüm sayaçları tek bir sistem ile kontrol edebilmektir. Gereksinimlere göre farklı özelliklere sahip sayaçlar üretilmektedir. Sistem içerisinde sayaçların genel özellikleri ve kendilerine has özellikleri kullanılabilecektir. Mevcut yazılımlar farklı teknolojiler kullanılarak yazılmış olup son ihtiyaçların karşılanması noktasında sıkıntı yaşanmaktadır. Her projeden farklı personel sorumlu olup benzer istekler tüm sistemlere ayrı ayrı uygulanmaktadır. Bu da zaman kaybına ve iş gücünün gereksiz kullanılmasına sebep olmaktadır. Teknolojinin gelişmesi ve kullanıcı arayüzü değişikliği talepleriyle birlikte bütün yazılımların birleştirilip platform ve veritabanı bağımsız bir yazılım geliştirilmesi gerekmektedir. Bu proje kapsamında "Akıllı Şebekelerde Web Tabanlı Sayaç Bilgi Yönetim Sistemi- YONCA" geliştirilecektir. Yonca; ön ödemeli ve uzaktan okumalı sayaçların ortak yönetim sistemi olacaktır. Proje kapsamında geliştirilecek ürün; İşletmelerin abone ve sayaçlarının kayıt edildiği, sayaç özelliklerine göre gerekli raporların alınabildiği ve verilerin analizi yapılıp kayıp kaçak, talep tahmin vb. isteklerinin karşılanabildiği,  Ön ödemeli sayaçlar için kontür satışları sistem üzerinden yapılabildiği Ön ödemeli sayaçların uzaktan sayaç bilgileri okunabildiği Abone yönetim sistemiyle abonelerin kalan kontörlerini ve okuma periyotlarına göre tüketim bilgilerini görebildiği Kontör belirlenen limitin altına düştüğünde abonelere mail veya sms yoluyla bilgilendirme alabildiği Uzaktan okumalı sayaçların gönderdiği veriler belirlenen periyotlarla alınabildiği Tanımlanan günlük tüketim limiti aşımı durumunda sayaç vanasının otomatik kapatılabildiği ve Aboneye sms ve mail yoluyla bilgilendirme yapılabildiği

5 Sistemde PLC, RF, PSTN, ETHERNET şebekeleri üzerinden sayaçlar ile çift yönlü iletişim yapılabilecektir. Geliştirecek sistem sayaçlar ile haberleşmede en çok kullanılan MODBUS, Mod C,DLMS protokollerini destekleyecektir. Sistem genişletilebilir bir yapıda olacaktır. İhtiyaca göre farklı protokoller desteklenebilecektir. Sistem içerisinde elektrik, su, gaz ve ısı sayaçları için Kayıp-Kaçak takibi yapılabilecektir. Sayaçlarda herhangi bir müdahale ve arıza durumu tespit edilebilecektir.  Haberleşme ünitelerinde herhangi bir müdahale durumunda otomatik bilgilendirme yapabilecektir. Otomatik sayaç okuma sistemlerimizle toplanan veriler kalıcı olarak kayıt altına alınacak ve sunacak olduğumuz ana elemanlarla detaylı olarak analiz edilebilecektir. İş yerleri, organize sanayi bölgesi, evler ve kendi bünyesindeki tüketicilere enerji tedarik eden diğer dağıtım organizasyonlarına hitap eden faturalama çözümleri mevcuttur. Faturalama sistemimizde aboneler/müşteriler, ölçüm noktaları ve sözleşmeler yönetilebilmekte, faturaya temel teşkil eden veriler diğer iş sistemlerine aktarılabilmekte veya faturalar sistemden doğrudan basılabilmektedir.  Enerji, kalorimetre, su, gaz tüketimi ve yük kontrolünün planlaması olarak, gerçek zamanlı tüketim/talep bilgileri idarenin kullanımına sunulacaktır. Talep tahmin modülleri ile sistem geliştirilerek eldeki tüketim verilerinin analiz imkanı oluşturulacaktır. Sistem içerisindeki kayıtlı haberleşme ünitelerinin konumları harita üzerinde gösterilip harita üzerinden analiz imkanı sağlanacaktır. Harita ile yapılan işlemler genişletilip sayaca okuma gönderme, açma-kapama, acil durum uyarısı oluştuğunda rengini değiştirme gibi özelikler eklenebilir. Sistem üzerinden sayaç ve modemde karşılaşılan belirli durumlar için tanımlanan olaylar oluştuğunda mail ve sms ile bilgilendirme yapılabilecektir.  Aylık ve günlük limitler belirlenerek Tüketim limitleme fonksiyonu sağlanacaktır. Limite ulaştığında sayaç kapatılabilecektir. Bağlantı Tipi: Modem ile server arasında veri iletim yöntemleridir. GSM/GPRS : Gsm data hattı ile veri alışverişi yapar.(Gsmİnternet) PSTN: Telefon hattı üzerinden server numarası çevirlerek veri alışverişi yapar. Ethernet: İnternet hattı üzerinden veri alışverişi yapar. Bağlantı Modları: Akıllı mod: Modeme görev tanımlama , modem üzerinden veri analiz etmek. Modeme zamanlanmış görev ile bağlantı ve okuma periyodu tanımlama,Modemin apn ,server ip tanımlama ve değiştirme işlemleri,modeme ait log kayıtlarını inceleme,uzaktan modem ile röle kontrol yapmak gibi işlemlerin yapıldığı moddur. Transparan Mod: Modem server ile sayaç arasında çift yönlü veri iletimi sağlar. Modem herhangi bir yorumlama işlemi yapmaz . Serverdan aldığı veriyi sayaca iletir. Sayaçtan aldığı veriyi modeme gönderir. Fiziksel Arayüz: RS232: Modem ile sayaç arasındaki bağlantı tipidir. Veriler seri iletişim standatına göre sağlanır. Rs 485: RS-485 daha uzun mesafelerde, gürültülü ortamlarda, daha yüksek hız gerektiren yerlerde, daha çok alıcı vericinin gerektiği yerlerde kullanılmak üzere geliştirilmiş bir seri iletim ortamıdır. PLC: Enerji hattı üzerinden sayaç ile modem arasında datanın taşınmasıdır. RF: Verilerin yüksek frekanslı bir elektromanyetik iletilmesidir Haberleşme Protokolleri: Modbus: Bir seri haberleşme protokolüdür.Bir ana cihaz (master) ve ana cihaza bağlı bir veya daha fazla cihaz (slave) arasında aynı ağ üzerinde yapılan veri alışverişi ModC: IEC1107 sayaç ve bilgisayar veya Endeksör cihazı arasında haberleşme amacıyla kullanılan uluslararası bir standarttır DLMS: IEC Uluslararası Elektroteknik Komisyonu tarafından Elektrik ölçüm veri alışverişi için standartlar kümesidir Wireless Modbus(RF) :868 MHZ frekansında sayaç okuma için geliştirlen rf standart okuma protokolü.

6 Yonca Sayaç Yönetim Sistemi
YONCA mevcut yazılımlarımızı tek çatı altında toplayıp yenilikçi arayüz ve teknolojilerle tüm sistemlerin aynı yazılımdan yönetilmesini sağlamaktadır. Uzaktan Okuma ve Ön Ödemeli Elektrik, Su, Gaz ve Isı sayaçları Ön ödemeli sayaçlar için: Karta kontör yükleme, Uzaktan kontör yükleme, Açma-kapama işlemi seçenekleri Uzaktan Okuma için Sistemde GSM/GPRS,PSTN,ETHERNET şebekeleri üzerinden sayaçlar ile çift yönlü iletişim Sayaçlar ile haberleşmede en çok kullanılan MODBUS, Mod C, DLMS protokollerini destekleyen mimari Genişletilebilir yapı İşletmelerin talepleri doğrultusunda diğer uygulamalarla entegrasyon Dinamik dil seçeneği Abone Yönetimi Abone Tanımlama/AboneNet entegrasyonu Cihaz Yönetimi Sayaçlar, Haberleşme Üniteleri, El Terminalleri Tanımlama/ ERP entegrasyonu Akıllı Şebeke Yönetimi Uzaktan Okuma Açma/Kesme Kayıp/Kaçak Tüketim Limitleme Talep/Tahmin/3. parti uygulamalarla entegrasyon Servis Yönetimi İş Emirleri Yönetimi Veri Yönetimi ve Raporlama Sistem Yönetimi

7 Anasayfa tasarımı dinamik olarak kullanıcı bazlı düzenlenebilir şekilde tasarlanmaktadır. Kullanıcı anasayfasını kişiselleştirebilir. Abone yönetimi: Abone kayıt, sayaç –abone ilişkilendirme, abone tarife seçimi (mesken/ticari),

8 KAYIP KAÇAK Bu yazılımda Kayıp-Kaçak modülü ön plana çıkmaktadır. Trafo sayacı ile alt sayaçların verilerini inceleyerek kayıp-kaçak analizi yapmaktadır. Ülkemizde kaçak oranının yüksek, kayıp oranının belirsiz olduğu bir dönemde Milli Servetlerimizi kontrol altına alabilmek için çözüm Ar-Ge lerimiz devam etmektedir.

9 ENERJİ HATLARI ÜZERİNDEN İLETİŞİM
(POWERLINE COMMUNICATION)

10 KONU BAŞLIKLARIMIZ PLC MODÜLASYON TEKNİKLERİ S-FSK DCSK OFDM PLC HABERLEŞME PROTOKOLLERİ Y-NET IEC-61334 PRIME G3 ÖNERİLERİMİZ

11 PLC MODÜLASYON TEKNİKLERİ
PLC teknolojisi tarihçesine bakıldığında öncelikle günümüzde gürültü dayanıklılığı ve veri iletişim hızının yüksek olması gereksinimleri göze çarpmaktadır. Bu gereksinimler doğrultusunda PLC fiziksel katmanında kullanılan modülasyon teknikleri bu iki sorunu çözebilemek üzerine yoğunlaşmış ve en uygun çözümün bulunması amaçlanmıştır.

12 Spread Frequency Shift Keying (S-FSK)
Frekans Kaydırmalı Anahtarlama modülasyonundan türetilmiştir. İki modülasyon frekansının birbirinden uzaklaştırılması mantığına dayanmaktadır (en az 10kHz). Bu şekilde iki frekanstaki haberleşme kaliteleri birbirlerinden bağımsız hale getirilerek dar bant girişimlerine ve haberleşme için kullanılan hatta bağlı olarak farklı frekanslardaki yüklerden kaynaklı sönümlenmelere karşı dayanıklılık arttırılmıştır. IEC olarak standartlaştırılmıştır. Haberleşme hızı(1200bps – maksimum 2400bps ) Gürültü dayanaklılığı, düşük maliyeti, düşük güç tüketimi ve uygulama katmanının basitliği avantajları olarak görülmektedir.

13 Differential Code Shift Keying (DCSK)
Spread Spectrum modülasyon teknikleri arasında kabul edilmektedir. Veri gönderilirken tek bir frekansta(verinin gönderilmesi için gereken minimum frekans) değil bir frekans bandı içerisinde(verinin gönderilmesi için gerekli frekans aralığından daha geniş bir aralık) gönderilir. Bu şekilde bilgi güvenliği daha üst düzeye çıkartılmış ve gürültüye karşı dayanıklılık arttırılmış olmaktadır. Yüksek bant genişliği gerektirmesi haberleşme hızını düşürmektedir (Maksimum 2400bps). Bu dezavantajların yanı sıra gürültü dayanaklılığı ve Mesh ağ yapısını desteklemesi önemli tercih sebepleri arasında görülmektedir.

14 Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
Birden fazla alt taşıyıcı kullanılarak eş zamanlı veri paketlerinin gönderilmesi amacıyla geliştirilmiştir. Bu şekilde geleneksel modülasyon şemalarından biriyle module edilmiş sinyal farklı alt taşıyıcılara yüklenerek paralel şekilde alıcıya ulaştırılmaktadır. Bu çalışma prensibi sayesinde haberleşme hızı artmaktadır (maksimum 128kbps / PRIME). Günümüzde en çok tercih edilen PLC protokolleri olan G3 ve PRIME bu modulasyon tipini kullanmaktadır. Yüksek veri hızı sebebiyle düşük gürültü seviyesine sahip şebekelerde yüksek performans göstermektedir. Aynı donanım ile hem G3 hem de PRIME protokollerinin desteklenebilmesi, gelişmiş MAC katmanı özellikleri(adresleme özellikleri sebebiyle tek modem ile 1000 ve üzeri kullanıcıya erişilebilmesi) ve yaygın olarak tercih edilmesi en önemli avantajları olarak görülmektedir.

15 PLC HABERLEŞME PROTOKOLLERİ
PLC için kullanılan modülasyon çeşitlerinin yanı sıra haberleşme standartlarını belirleyen protokoller mevcuttur. Bu protokoller kullanılan MAC katmanı özelliklerine, paket yapılarına, tercih edilen hata düzeltme algoritmalarına vb. özelliklerine göre farklılıklar göstermektedirler. Bu protokoller uluslararası kuruluşlar ya da protokollerin geliştirilmesi ve düzenlenmesi amacı ile kurulmuş komiteler tarafından sertifikalandırılabilmektedir. Ayrıca bu protokoller ile birlikte kullanılacak uygulama katmanı içinde DLMS/COSEM haberleşme standardının kullanılması farklı üreticilerin ürünlerinin bir arada kullanılabilmesi için önerilmekte ve enerji dağıtım şirketleri tarafından tercih edilmektedir.

16 Y-Net DCSK modülasyonu kullanılıyor
Cenelec-A bandı için maksimum 2400 bps haberleşme hızı Tek modem ile 500 modül ile haberleşebilme özelliği Ağ içi ve ağlar arası haberleşebilme özelliği Otomatik ağ kurulumu Dinamik Routing Algoritması Tree ve Mesh ağ topoloji desteği Ağ bütünlüğü algılama ve yenileme desteği Maksimum Hop sayısı 16

17 IEC-61334 S-FSK modülasyonu kullanılıyor
CENELEC-A bandı için maksimum 2400bps haberleşme hızı (ERDF Linky) Tree ağ topoloji desteği Server - Client çalışma modeli Manual router atama Standardizasyon mevcut Maksimum Hop sayısı 8 Teorik olarak 3072 Server, 1000 Client desteği

18 PRIME OFDM ile DBPSK, DQPSK ya da D8PSK modülasyonları birlikte kullanılıyor CENELEC-A bandı için maksimum 128.6kbps (D8PSK) haberleşme hızı (21kbps - DBPSK) PRIME v1.4 ile Robust Mode desteği ( 5.4kbps – DBPSK) Tree ağ topoloji desteği Maksimum Hops sayisi 8 Otomatik ağ kurulumu ve Router atama Tek modem ile 1000 modül ile haberleşebilme desteği IPv4 adresleme desteği Aynı donanım üzerinde sadece yazılım değişikliği ile G3-PLC'ye dönüşüm desteği

19 G3 OFDM ile DBPSK ya da DQPSK modülasyonları birlikte kullanılıyor
CENELEC-A bandı için maksimum 33.4kbps (DQPSK) haberleşme hızı Robust Mode desteği Mesh ağ topolojisi desteği Otomatik ağ kurulumu ve router atama Maksimum Hop sayısı 14 Tek modem ile 1000 modül ile haberleşebilme desteği Aynı donanım üzerinde sadece yazılım değişikliği ile PRIME-PLC'ye dönüşüm desteği 6LoWPAN/IPv6 adresleme desteği

20 ÖNERİLERİMİZ VERİ SIKIŞTIRMA
Test sonuçlarından da görülebileceği gibi hangi modülasyon tipi ya da protokol kullanılırsa kullanılsın paket boyutu ve haberleşme mesafesi arttıkça sistem başarı oranı düşmektedir. Bu sebeple; VERİ SIKIŞTIRMA Anlık Readout okuma ve Yük Profili verilerinin PLC üzerinden okunması esnasında belirlenecek bir sıkıştırma algoritmasının kullanılması sistem haberleşme performansını arttıracaktır. KOMBİNE ÇÖZÜMLER Saha şartlarına ve şebeke dağılımına göre uygun yapıların birlikte kullanılabilmesi için ara çevirici istasyonların kullanılması düşünülmelidir. Örneğin RF sinyalinin soğurulma durumunun daha düşük olduğu kırsal bölgelerde RF/PLC çevirici istasyonları ya da 50 üzeri abonenin tek binada bulunduğu yoğun yerleşim bölgelerinde PRIME/G3 çevirici istasyonları kurularak sistem performansı arttırabilir. Hatta bütün abone sayaçlarının bir arada olduğu panolara sahip yapılar içerisinde RS485/PLC çevirici istasyonları hem maliyet hem de sistem performansı açısından yüksek başarı sağlayabilir.

21 ÖNERİLERİMİZ- devamı DİĞER SEGMENT SAYAÇLARI OKUMA
REMOTE FIRMWARE UPDATE Uzaktan sayaç ve PLC modül yazılım güncelleme özelliği faydalı bir esneklik sağlamak ile birlikte veri boyutunun büyüklüğünden dolayı çeşitli riskleri beraberinde getirmektedir. Ayrıca bu işlem akıllı şebekelerde kullanılan sayaç ve modüller üzerinde belirgin bir maliyet kalemi oluşturmaktadır. Bu sebeple bu özelliğin kazandırdıkları ve riskleri üzerinde detaylı bir çalışma yapılmalıdır. VERİ GÜVENLİĞİ Yeni kurulması düşünülen akıllı şebeke sistemleri için elektronik fatura, uzaktan açma/kesme, abone ile ilgili bilgilerin yetkisiz kişiler tarafından elde edilememesi için veri güvenliği önemle üzerinde durulması gereken bir konu ve maliyet kalemi olarak göze çarpmaktadır. DİĞER SEGMENT SAYAÇLARI OKUMA Akıllı şebeke uygulamlarında elektrik sayaçlarının yanı sıra aynı aboneye ait doğalgaz ve ya kalorimetre ve su sayaç verilerinin de PLC ağı üzerinden toplanmasının önemli bir ağ genişleme isteği oluşturacağı göz önüne alınarak yapılan uygulamalarda sayacın genişleme portuna sahip olması ve ağ yapısının IPv6 ya da 6LoWPAN desteğinin olması göz önünde bulundurulmalıdır.

22 Teşekkürler…