В рамках настоящего проекта разработана концепция и реализуются решения, позволяющие существенно ускорить и упростить процесс формирования единых «интеллектуальных сетей».

Инновационность подхода проекта создания универсальной СПМ заключается в том, что к выпуску готовится не узкоспециализированное устройство, а универсальная платформа (комплекс приборов и датчиков под единым управлением) для любых систем мониторинга, с использованием датчиков, работающих по единому протоколу, с возможностью удаленной перепрошивки устройств и интервалом обслуживания до 10 лет, что крайне важно для недоступных территорий, с возможностью использования не только в энергетике, но и в экологии, метеорологии, прочих отраслях.

Система СПМ обладает следующими существенными преимуществами:

• двухстороняя передача данных о авариях и событиях через СС ГОНЕЦ в любой точке планеты;
• энергонезависимая, на ионисторном блоке питания до 600 000 Фарад и солнечной панели до 200 Ватт;
• подключение дополнительных датчиков непосредственно пользователем;
• шифрование по ГОСТ РФ;
• лицензии на сервер и мобильное приложение включены в продукт;
• интервал обслуживания 10 лет.

Разработка решений проекта ведется в стандартной логике производителей программного обеспечения, под анонсированные возможности оборудования и среды передачи данных, чтобы обеспечить выпуск Продукта в рынок одновременно с запуском среды передачи данных.

Широкий мониторинг и своевременное оповещение о различных состояниях электросети и окружающей среды позволят:

• предотвратить травмы и аварии;
• максимально быстро локализовать и устранить повреждения электросети;
• максимально быстро предупредить людей о выбросе и начать реагирование (предприятия часто долго замалчивают факт аварии);
• точно определить источник аварии в плотно застроенных районах с большим количеством возможных виновников выброса.

Проект направлен на импортозамещение по широкому перечню продукции - датчиков и сенсоров, ионисторов и ионисторных блоков питания, устройств спутниковой передачи данных и комбинаций этих трех групп оборудования.

Конкурентам будет сложно выпустить аналогичный продукт, т.к. для запуска требуется государственная поддержка (проект получил поддержку Фонда Содействия Инновациям), требуется соглашение и длительная работа с ГК Роскосмос и АО "СС Гонец", требуется тесное  сотрудничество при проведении пилотных проектов с крупными заказчиками в энергосистеме и промышленности. У Заявителя данного проекта все это есть (документы приложены к Заявке):

• Письмо о поддержке АО «Корпорация «РОСХИМЗАЩИТА» (РОСТЕХ)

https://drive.google.com/file/d/1Xwc2HZ1nifGB7gCUHl0auqLZoiiBm9nW/view?usp=sharing

• Соглашение с АО «СС ГОНЕЦ» https://drive.google.com/file/d/1wZu3g9gOIwMbz9lsfLpIXIR8HYlSDqfE/view?usp=sharing
• Резидент СКОЛКОВО ОРН 1124109;
• В 2021 году получена поддрежка ФСИ по программе Старт-2;
• Ведутся с 2021 гола 2 пилотных проекта в ПАО "РОССЕТИ";
• Ведется пилотный проект в ОАО "РЖД" с 2022 года;
• Готовится пилотный проект в Иране;
• Проект был отмечен на Архипелаге 2021;

2.2. Основные характеристики продукта, создаваемого в рамках реализации проекта (функциональное назначение, основные потребительские качества и параметры продукта).

Разрабатываемая в рамках данного проекта технология относится к разделу 5.1.3. «Технологии беспроводной связи», подраздел 5.1.3.4. «Новые интегрированные сенсоры и сенсорные сети» в утвержденном перечне исследований и разработок для развития информационных технологий, направленных на реализацию основных сквозных технологий цифровой экономики.

В условиях планируемого в ближайшие 2 года запуска глобальной сети доступа к данным на высоких скоростях на базе спутниковых технологий, Заявитель планирует создать и запустить в рынок универсальную платформу для мониторинга состояния электросети и окружающей среды (СПМ, версии 1.0 и 2.0), разработать устройства, датчики мониторинга, использующие спутниковую связь нового поколения и имеющие возможность установки соединения и обмена данными с центральным постом мониторинга напрямую (Рис. 1).

Платформа СПМ будет обладать следующими свойствами:

• Питание от собственного ионисторного источника питания до 600 000 Фарад, подзаряжаемого от солнечной батареи до 200 Ватт.
• Прямая связь с центром сбора информации (собственным и энергокомпании) по средствам  спутниковой  связи (СС Гонец Роскосмос), без системы ретрансляторов, без использования GSM и радиоканалов.
• Возможность подключения к универсальной платформе датчиков наличия напряжения, измерения тока, измерения температуры, газоанализатора, пр.
• Самостоятельная коммутация пользователем нужного комплекта датчиков.
• Работа в любых погодных условиях, при температурах от -60 до +60 С.
• Встроенное средство шифрования ГОСТ.
• Возможность удаленной перепрошивки устройств.
• Отсутствие необходимости согласований с собственниками сетей питания и передачи данных.

При разработке использованы следующие технологии:

• связь по технологии СС Гонец (в перспективе СС СФЕРА на V-частотах),
• питание от солнечной панели и ионисторов (ионисторные блоки питания с ресурсом более 10000 циклов заряд/разряд без потерь качества),
• PnP - подключение датчиков,
• шифрование по ГОСТ, обмен по МЭК-104,
• удаленное управление по универсальному протоколу.

Уникальность разработки состоит в комбинации вышеперечисленных известных технологий и создании востребованного энергонезависимого решения, в компактном влагозащищенном корпусе, не требующем обслуживания до 10 лет.

Еще 5 лет назад имеющиеся технологии не позволяли создавать подобные устройства.

Конструкция разрабатываемой универсальной СПМ предназначена для сбора физических данных о ЛЭП, ОС и передачи через спутник в дата-центр для последующей обработки, прогнозирования и управления энергосистемой.

Система универсальных СПМ работает следующим образом:

1. Управляющий модуль (1) - предназначен для принятия данных от интерфейсных плат (8), передачи данных на спутниковый модем (2) для дальнейшей передачи в центр сбора и обработки данных (7), управления энергопитанием всех устройств СПМ, передачи энергии на спутниковый модем (2), интерфейсные платы (8) и сенсоры (9) (через интерфейсные платы), для шифрования передаваемых данных и дешифрования полученных данных.

2. Спутниковый модем (2) предназначен для отправки шифрованных данных от управляющего модуля (1) и для получения управляющих данных от центра сбора и обработки данных (7) с последующей передачей на управляющий модуль (1).

3. Блок (3) предназначен для накопления энергии, получаемой через контроллер заряда (4) от генерирующего блока (5) и для отдачи энергии для питания СПМ.

4. Контроллер заряда (4) предназначен для правильной передачи энергии от генерирующего блока (5) в блок накопления энергии (3), и для правильной передачи энергии в нужных параметрах для питания СПМ.

5. Блок (5) предназначен для генерирования энергии от внешних источников и передачи энергии через контроллер заряда (4) в блок накопления энергии (3).

6. Спутник СС ГОНЕЦ предназначен для двустороннего обмена информацией между СПМ (посредством спутникового модема (2) и управляющего модуля (1)) и центром сбора и обработки информации (7).

7. Центр сбора и обработки информации (7) принимает информацию от всех СПМ, обрабатывает ее, прогнозирует и воспроизводит, на основании прогнозов, управляющие воздействия на энергосистему и на все СПМ (при необходимости).

8. Интерфейсные платы (8) получают питание от управляющего модуля (1), управляют питанием сенсоров, подают питание на сенсоры, получают от сенсоров (9) данные, оцифровывают их и передают на управляющий модуль (1).

9. Сенсоры (9) получают питание от интерфейсных плат (8) и передают данные в аналоговом/цифровом виде на интерфейсные платы (8).

Передача энергии:

• генерирующий блок (5) производит энергию и передает ее через контроллер заряда (4) для хранения в блоке накопления энергии (3);
• управляющий модуль (1) берет необходимое количество энергии из блока накопления энергии (3) через контроллер заряда (4) и направляет ее для питания интерфейсных плат (8) и сенсоров (9) для получения данных от сенсоров (9);
• получив данные от сенсоров (9), управляющий модуль (1) подает питание на спутниковый модем (2) и передает данные в центр сбора данных (7).

Передача данных:

• получив командные данные от управляющего модуля (1), контроллер зарядки (4) отдает необходимое количество энергии от блока накопления энергии (3);
• получив командные данные и питание от управляющего модуля (1), интерфейсные платы (8) записывают, оцифровывают данные от сенсоров и передают их в управляющий модуль (1);
• получив данные, управляющий модуль (1) шифрует их, подает питание и передает пакеты данных на спутниковый модем (2);
• получив питание и данные, спутниковый модем (2) передает их через спутник (6) в центр сбора данных (7);
• когда спутниковый модем (2) получает через спутник (6) от центра сбора информации (7) шифрованный пакет командных данных, он передает пакет в управляющий модуль (1) для дешифрования командных данных и исполнения полученных команд.

Конструктивное оформление:

• несущая платформа СПМ и детали крепления, метизы - стальные оцинкованные;
• корпус СПМ - пластиковый, белый, класс защиты IP65;
• все внутренние блоки - спутниковый модем (2), управляющий модуль (1), интерфейсные платы (8), контроллер заряда (4) - выполнены на платах, без отдельных корпусов;
• влагопоглотитель в проницаемом пакете закреплен на днище пластикового корпуса СПМ;
• блок накопления энергии (3) выполнен без отдельного корпуса, в виде установленных внутри корпуса СПМ и соединенных между собой ионисторов;
• солнечная панель (5) - пластиковая, гибкая, закреплена на верхней крышке корпуса СПМ снаружи;
• места ввода проводов от солнечной панели (5) и от сенсоров / щупов сенсоров (9) на резиновых уплотнителях;
• сенсоры (9) закреплены на боковой стенке корпуса СПМ, снаружи/внутри корпуса (в зависимости от конструкции и требований конкретного сенсора).

На страницу проекта