Навіть за умов карантину в Україні так і не вдалось побороти одну з найбільш поширених телеком - проблем. Мова йде про крадіжки кабелю, які останнім часом набули великих масштабів. За даними Укртелеком, під час карантину кількість крадіжок кабелю значно зросла: в середньому 150-160 інцидентів за день.
Проте ми маємо альтернативне рішення цієї ситуації за допомогою якого Ви заощадите кошти на новий кабель та збережете свої нерви. Ми підготували для вас матеріал, у якому розповімо як уникнути крадіжки кабелю з люків за допомогою обладнання IoT.
Почнімо з того, що в матеріалі представлений результат тестування бездротової мережі, яка була прокладена з метою сповіщення бригад у випадку незаконного зміщення кришки люка.
Датчик відстеження несанкціонованого зміщення
Як відстежити несанкціоноване зміщення люка? Відповідь проста - встановити спеціальний датчик. Для цього необхідно прокласти IoT-мережу на протоколі LoRaWan. Після цього на кришку люка кріпиться датчик, який сповіщає про незаплановане вторгнення до колодязя.
За допомогою Ethernet сигнал зі встановленого датчика надходить до мережевого сервера. Саме там і відбувається розпізнавання корисності даних та подальша передача на сервери додатків. Згодом можна отримати візуалізацію даних у зручному форматі (наприклад повідомлення у Телеграм - інформація про відкриття люку та точка на мапі).
Переваги LoRaWan технології:
- Дальність передачі даних.
За містом радіус дії - до 15 км, у межах міста або до 1 км за умов тісної міської забудови радіус дії - 2,5 км.
- Низьке споживання енергії.
Датчики працюють за допомогою живлення батарейок до 10 років. При цьому без заміни самих батарейок чи підзарядки. - Висока проникна властивість.
Завдяки CHIRP модуляції сигнал безперебійно проходить навіть крізь чугунні кришки люків.
- Високий рівень завадостійкості.
За допомогою тієї ж CHIRP модуляції датчики розпізнають корисний сигнал за умов рівня шуму -20 Дб. - Відсутня необхідність сертифікатів та ліцензій.
На радіочастотах 868-868,6 МГц з потужністю випромінювання до 25 мВт немає необхідності сертифікувати чи ліцензувати роботу.
Обладнання, використане під час тестування
Під час тестування спеціалісти користувались різним обладнанням. Пропонуємо ознайомитись з ним ближче.
KONKA WSMS-125-EU
KONKA WSMS-125-EU - це датчик відкриття люків, який створений спеціально з метою контролювати будь-які переміщення кришки люка. Наприклад, якщо датчик фіксує кут нахилу більше, ніж 20 градусів, то відразу інформує про це операційний центр. Такий датчик активується за допомогою спеціального магніту і завдяки цьому відбувається збереження заряду батареї. Акумулятор даного обладнання здатний працювати понад 3 роки враховуючи активність використання.
У випадку незаконного проникнення, з інтервалом у 5 секунд датчик передає пакети даних:
- інформація про те, що люк відкрито;
- дані про температуру повітрю (наприклад, каналізацію підпалили);
- який заряд батареї;
- G-прискорення за трьома координатами.
У протилежному випадку, коли люк не відкривається, обладнання відправляє пакети даних 1 раз на 10 днів з інтервалом у 2 години:
- тривога відсутня;
- дані про температуру повітря;
- який заряд батареї.
За необхідності можна коригувати режим роботи датчика.
Tektelic KONA Micro Gateway
Шлюз KONA Micro Gateway більше всього підходить для офісних приміщень та невеликих промислових проектів. Обладнання оснащене 3G/4G. У випадку відсутності електроживлення роботу пристрою протягом 4 годин гарантує вбудований акумулятор.
Мережевий сервер
За допомогою мережевого серверу можна розгорнути безкоштовний ChirpStack.
Сервер додатків
Завдяки платформі Thingsboard налаштовано функцію відправлення повідомлень з датчика до Телеграм-чату користувачу.
Випробовування системи
Тепер переходимо до безпосереднього тестування системи. Для випробування була обрана локація за містом поруч із найбільш завантаженою дорогою.
Тестування проводилось на колодязі без основного чавунного люка, а саме на тому, що має сталевий “підключник”. Вибір люку пов’язаний з тим,, що датчики зазвичай кріпляться за допомогою гвинтового з’єднання.
Завдяки наявності 3G/4G модему та вбудованому акумуляторі у шлюзі, достатньо лише встановити датчик на один люк та переміщати шлюз. Сигнал тестувався на різній відстані безпосередньо від люка. А також перевірявся час отримання Телеграм-сповіщення про відкриття люка.
Результати випробування
Як уже було сказано, тестування проходило на різних відстанях. Нижче у таблицях представлені результати випробування в залежності від дальності розташування від люка.
Відстань 20 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цей етап тестування продемонстрував відмінні результати.
Відстань 130 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цей етап тестування продемонстрував нормальні результати.
Відстань 230 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цей етап тестування продемонстрував нижчі результати сигналу та гіршу відповідність сигнал/шум.
Відстань 330 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цей етап тестування продемонстрував ідентичні результати сигнал, що й на попередньому етапі.
Відстань 420 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цей етап тестування продемонстрував ідентичні результати сигнал, що й на відстані 230 метрів.
Відстань 500 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цей етап тестування продемонстрував гірші результати сигналу. Проте дані стосовно зміни положення люку надходили без втрат.
На цій відстані запит із датчика на підключення в мережу надходить успішно. При цьому збільшується параметр SF із 7 до 8.
Відстань 550 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Сигнал не надійшов. Було прийнято рішення про повернення до відстані 500 м та зробити повторне випробування.
Відстань 500 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Дані надходили без втрат. Було прийнято рішення повторно збільшити відстань на 50 метрів.
Відстань 550 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Цього разу дані з датчика надходили безперебійно, проте параметри сигналу мали нижчі показники.
Відстань 600 метрів
Базова станція розміщена на висоті 1 м над рівнем землі. Дані з датчика не надійшли.
Висновки з тестування
На основі отриманих даних після проведення тестування, хочемо підбити невеликий висновок:
- LoRaWan - локальна система охорони.
Бездротова технологія без перешкод може стати локальною системою охорони комунікаційних колодязів. Можна повністю покладатися на цю систему, адже методом випробування було доведено, що сигнал надходить без перешкод, а Телеграм-сповіщення отримується протягом кількох секунд. - Допустима відстань шлюз/датчик - 550 метрів.
550 метрів - досить непоганий показник для шлюзу, який був установлений на висоті 1 метр. У разі необхідності збільшити дальність передачі даних рекомендовано використати інший шлюз для зовнішньої установки, а також підняти обладнання на кілька десятків метрів над рівнем землі. - Збільшення дальності передачі даних.
Якщо потрібно збільшити дальність передачі даних, можна всього лиш підняти шлюз на 5-10 метрів. Проте варто не забувати про щільність забудови, а також вплив безпосередньо мобільних операторів. - Стабільність в надходженні пакета даних.
Під час тестування було доведено, що дальність між датчиком та шлюзом ніяк не впливає на час очікування пакета. На це впливає лише якість послуг, які надає мобільний оператор. Якщо важливо створити систему сповіщень, де затримка на секунду відіграє велику роль - передачу даних варто здійснювати через Ethernet.
І найважливіший висновок, який можна зробити з цього дослідження - Інтернет речей пропонує досить просте та бюджетне рішення для боротьби з крадіжкою кабелю.
