5. ВИМОГИ ДО ПРОГРАМНОГО-АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НИЖНЬОГО РІВНЯ СИСТЕМИ

5.1 Технічні вимоги до пристрою комутації з приладами обліку

Для забезпечення надійного та безперебійного функціонування нижнього рівня системи МАСЕМ, на об’єкті необхідні будуть забезпечення наступних технічних вимог до встановлених приладів обліку та пристроїв комутації:

• побудова схемотехнічної частини на основі мікроконтролера з 32-х розрядною архітектурою з вбудованою внутрішньою пам’яттю від 4096 Кб, наявною апаратною підтримкою протоколів М-Вus, RS-232, RS-485, Analog;
• комутація з приладами обліку з використанням інтерфейсів RS-232, RS-485, M-Bus, Digital, CAN, Analog та ін. без необхідності додаткової конфігурації апаратної та схемотехнічної складової;
• здатність працювати в режимі автоматизованого збору даних, отриманих безпосередньо від приладів обліку;
• підтримку всіх пристроїв обліку, що підключені до технологічної мережі передачі даних;
• дискретність збору інформації з вузлів обліку теплової енергії, електричної енергії, води, внутрішніх температур в приміщеннях, показників якості повітря, шляхом визначення показників СО2 – відповідно до налаштувань;
• передачу даних на центральний пристрій збору даних використовуючи протокол HTTP;
• вандалозахищеність схемотехнічної частини приладу для захисту від випадкових та несанкціонованих втручань користувачів або сторонніх осіб в роботу системи;
• забезпечення безперебійного режиму роботу в умовах відсутності центрального електроживлення, шляхом використання акумуляторних батарей або інших альтернативних джерел електричної енергії;
• корпус приладу, друкована плата та додаткові схемотехнічні елементи забезпечення функціонування приладу повинні відповідати вимогам ДСТУ 3135.0-95. «Безпека побутових та аналогічних електричних приладів», відповідати стандарту захисту та відповідати міжнародному стандарту Ingress Protection (IP67) ;
• збереження у внутрішній енергонезалежній пам’яті EEPROM мікроконтролера останніх виміряних значень з приладів обліку;

5.2 Вимоги до функціональних особливостей інформаційної системи збору даних споживання

Інформаційна система збору даних споживання нижнього рівня має забезпечувати виконання наступних вимог:

• стабільність взаємодії бази даних: Забезпечення коректної взаємодії між таблицями бази даних, чітке визначення зв’зків, дозволів і функціональних залежностей для підтримки цілісності даних;
• АРІ-доступ: Система має надавати доступ до функціональності виключно через АРІ, підтримуючи сучасні протоколи (RESTful, GraphQL);
• універсальність обробки запитів: Обробка АРІ-запитів має забекзпечувати високу продуктивність, включаючи масштабованість для великих обсягів даних;
• Дискретність збору даних: Чіткі налаштування періодичності опитування даних з пристроїв збору, налаштовувані через конфігураційні файли;
• дистанційне керування: АРІ має забезпечувати можливість керування пристроями збору даних;
• Передача даних: Надійна передача даних між компонентами системи через захищені канали (HTTP/HTTPS із TLS), ПІДТРИМКА FAILOVER для різних мережевих інтерфейсів.
• можливість внесення даних в ручному режимі;
• підтримку всіх пристроїв обліку, що підключені до технологічної мережі передачі даних;
• дискретність збору інформації з локальних пристроїв комутації – відповідно до налаштувань;
• дистанційне управління роботою локальних пристроїв комутації на Об’єкті за технічної можливості та наявними (відкритими) протоколами обміну;
• передачу даних на верхній рівень системи використовуючи існуючі інтернет-канали (LAN) та/або GSM-мережу. Канали передачі мають бути взаємозамінні;
• захист даних від несанкціонованого доступу, в т.ч. захист від випадкових втручань користувачів в алгоритми роботи;
• забезпечення безперебійного режиму роботу в умовах відсутності центрального електроживлення, шляхом використання акумуляторних батарей або інших альтернативних джерел електричної енергії;
• можливість отримувати та архівувати дані, змінювати налаштування контролера, проводити оновлення мікрокоду програмного забезпечення, налаштування рівнів доступу користувачів системи.

5.3 Вимоги до візуалізації та відтворення інформації в межах нижнього рівня системи

Візуалізація користувацького інтерфейсу повинна передбачати наявність наступних модулів:

а) Модуль Статистика, який містить:

• зведену таблицю показників вимірювань отриманих від приладів обліку за форматом: ідентифікатор контролера, час отримання показника, дата отримання показника, виміряне значення, одиниці вимірювання;
• можливість експортування значень таблиці у зведений звіт;
• можливість відображення графіки та тренди зміни показників виміряних значень: щоденні, щомісячні та річні графіки;
• інша інформація.

Структура інтерфейсу модуля Статистика зображена на Рис. 3.

Рис. 3 Структура інтерфейсу модуля Статистика реалізований на Web-сервері ЦПЗ

а) Модуль Підключення, який містить:

• перелік приладів обліку розміщених на Об’єкті та підключених до системи;
• можливість додавання нових приладів обліку розміщених на Об’єкті та непідключених до системи;
• можливість видалення приладів обліку розміщених на Об’єкті та підключених до системи;
• можливість налаштування та конфігурації приладів обліку розміщених на Об’єкті та підключених до системи;
• інша інформація.

Структура інтерфейсу модуля Підключення зображена на Рис. 4.

Рис. 4 Структура інтерфейсу модуля Підключення реалізований на Web-сервері ЦПЗ

а) Модуль Налаштування, який містить:

• функціонал по налаштуванню та конфігурації роботи Web-серверу;
• функціонал по налаштуванню, конфігурації та зміни атрибутів прав зареєстрованих користувачів;
• можливість конфігурації рольових моделей користувачів системи;
• можливість налаштування доступу для передачі даних на верхній рівень платформи;
• інша інформація.

Інтерфейс користувача повинен бути реалізований у зручному та інтуїтивно-зрозумілому виконанні. Дизайн інтерфейсу користувача, елементи керування, блоки відображення та візуалізації інформації виконуються у відповідності із наперед узгодженими паттернами-шаблонами, кольоровими гамами та іншими складовими.

Табл. 1

Перелік основних показників для візуалізації на нижньому рівні системи

2. Лічильник електричної енергії: марка (тип) лічильника, серійний номер, коефіцієнт тепловтрат;
3. Лічильник води: (холодної, гарячої): марка (тип) лічильника, серійний номер;
4. Лічильник газу: марка (тип) лічильника, серійний номер. | ручний та автоматизований | | 2 | Позаштатні (аварійні) ситуації | - Відсутність електроживлення;

• Несанкціонований доступ до приладу; | автоматизований | | 3 | Інформація з приладів обліку та датчиків температур | 1. Лічильник теплової енергії:
• теплоспоживання поточне (Гкал, МДж, ГДж);
• температура в подавальному трубопроводі (град. Цельсія);
• температура в зворотному трубопроводі (град. Цельсія);

2. Лічильник електричної енергії:

• споживання енергії поточне (кВт.год)

3. Лічильник води:

• споживання води поточне (куб.м)

4. Датчики температур (2 точки):

• показники внутрішніх температур (град. Цельсія)

5. Датчик температури зовнішнього повітря, (град. Цельсія)
6. Датчик якості повітря, (СО2, ppm) | ручний та автоматизований |

Перелік показників може доповнюватись та змінюватись в залежності від наявного устаткування нижнього рівня.

5.4 Вимоги до протоколів передачі даних в межаж нижнього рівня системи

Елементи системи нижнього рівня повинні забезпечувати надійну та безперебійну передачу інформації та відповідати наступним вимогам:

• в системі нижнього рівня передбачити формат кадру обміну інформацією за результатом запиту HTTP POST на API системи нижнього рівня у вигляді:

{

id": <NUM>,

"version": <STR>,

"quantity": <NUM>,

"mac": <STR>,

"timezone": <STR>,

};

де id: <NUM> - чисельне значення ідентифіктора головного контролера;

version: <STR> - рядкове значення версії програмного забезпечення контролера;

quantity: <NUM> - чисельне значення кількості приладів обліку на об’єкті;

mac: <STR> - MAC-адреса головного контролера;

timezone: <STR> - рядкове значення часового пояса об’єкта.

• в системі нижнього рівня передбачити формат кадру інформації від контролера приладу комутації до головного контролера у вигляді:

{

"mac": <STR>,

“version”: <STR>,

“id”: <NUM>,

“interface”: <STR>,

“protocol”: <STR>,

“unit”: <STR>,

“value”: <STR>,

"timestamp": "YYYY-MM-DD HH:MM:SS",

};

де version: <STR> - рядкове значення версії програмного забезпечення контролера;

mac: <STR> - MAC-адреса головного контролера;

id: <NUM> - чисельне значення ідентифіктора контролера комутації до приладу обліку;

interface: <STR> - інтерфейс взаємодії з приладом обліку;

protocol: <STR> - протокол передачі даних;

unit: <STR> - одиниці вимірювання;

value: <STR> - виміряне значення;

timestamp": "YYYY-MM-DD HH:MM:SS" – час з точністю до секунди.

5.5 Вимоги до функціоналу та аналізу інформаційної системи збору даних споживання

Інформаційна система повинна забезпечувати виконання наступних аналітичних функцій:

• управління опитуванням всіх лічильників за наявними каналами зв'язку;
• формування протоколів (звітів) по кожному приладу обліку з можливістю погодинного та подобового аналізу;.
• формування протоколів (звітів) щодо даних подобових температур всередині приміщень;
• формування протоколів аварійних та позаштатних ситуацій;
• формування переліку користувачів та експлуатаційного персоналу з контактними даними;
• можливість налаштовувати друк звітів та їх експорт у стандартні формати (.csv, .pdf, .xls або .xml), автоматичну відправку форм та звітів на електронну пошту будь-якій кількості отримувачів;
• надання користувачам та експлуатаційному персоналу регламентованого доступу до візуальних, друкованих та електронних даних;