Как конвенционален хладилник се превръща в интелигентен уред

Золтан Кис, експорт мениджър и ръководител "Научноизследователска дейност" в Endrich

В предишен брой на списанието разгледахме концепцията на Endrich за интелигентен хладилник. Тук ще обърнем внимание на използваните хардуерни компоненти.

Давайки на един конвенционален хладилник достъп до интернет, той може да подава оперативните си параметри към подходяща облак базирана база данни за последваща обработка или визуализация. За целта той трябва да бъде оборудван с подходящи сензори и комуникационен канал, за което може да се разчита на хардуерните елементи и софтуерните услуги на E-IoT концепцията. Можем да използваме данните, за да гарантираме оптимални работни условия, постоянно да следим температурата и влажността на хладилното отделение, да сме сигурни, че не сме забравили да затворим вратата и да получаваме ранни предупреждения за възможно размразяване вследствие на спиране на електроподаването. Използваният телеметричен модул поддържа и прогнозна поддръжка, тъй като може да следи за аномалии и да алармира при необичайно висока консумация на енергия, силен шум или поява на странни вибрации.

Въпросът за безопасността възниква първо от гледна точка на следенето на основните работни условия, и второ – във връзка с безопасността на материалите. По отношение на първото, решението е мониторингът на повишаващата се температура в хладилника и подаването на аларма преди размразяване заради случайно оставена отворена врата или прекъсване на електроподаването. За второто може да се използва вграден сензор за ускорение или GPS базирано проследяване на устройството. Контролирането на температурата на хладилното отделение и следенето на енергопотреблението допринасят за икономична експлоатация. Мониторингът на отворената врата може да бъде използван не само за прогнозни функции, но и за събиране на данни за маркетингови цели, в случай че уредът се намира в търговска среда, например магазин. Регистрирането на отварянията на вратата дава представа за честотата и продължителността на отваряне, което помага на собствениците да дефинират навиците на пазаруване и да изчислят продадените количества.

Хардуерните решения

В концепцията на Endrich за интелигентен хладилник има няколко хардуерни решения. Всички те са базирани на лесни за инсталиране сензорни модули, които могат също да предават безжично данните им към облак. Това се осъществява или директно чрез мрежа на мобилен оператор, или чрез локална WLAN и GSM гейтуей. Сензорните модули, измерващи температурата и влажността, както и яркостта на вътрешната светлина на хладилника, и механичните сензори (сензор за ускорение и MEMS микрофон) са поставени в отделението. За да се засече отварянето и позицията на вратата, може да се използва или магнитен сензор, който се активира от магнита на вратата, или 6-осен сензор за ускорение, който може да регистрира дори ъгъла на отваряне на вратата. Всички сензорни модули са оборудвани с батерия, която може да бъде заредена безжично, което в зависимост от честотата на предаване на данни позволява на устройството с ниска енергоконсумация да работи в продължение на много време (повече от година).

За обща експлоатация използваме безжична комуникация с ниско енергопотребление, която работи в субгигахерцовия диапазон (868 MHz ISM). Това решение позволява сензорите да бъдат инсталирани поотделно, така че температурният сензор, сензорът за влажност или други устройства могат дори да бъдат разположени на различни места в хладилника.

Всички устройства работят в локална мрежа, в която е интегриран и WLAN-LPWA гейтуей. Този гейтуей е вграден в устройството за мониторинг на енергопотреблението и същевременно изпраща предаваните от всички сензори данни към облака чрез специален NB-IoT/LTE-M/2G GSM модем.

Тъй като този модул работи на ток от мрежата, няма да има проблем с енергоконсумацията на GSM модема, а при спиране на електроподаването интегрираният суперкондензатор осигурява енергия за изпращане на 1 – 2 последни съобщения за статуса (аларми за спиране на тока). Допълнително предимство на тази конфигурация е, че телеметричните данни от няколко хладилника, разположени в търговска среда, могат да бъдат изпратени към облака едновременно. LPWA комуникационната технология (NB-IoT) и микроконтролерът ARM-M0+ са проектирани за работа с ниско енергопотребление, което води до дълги периоди на експлоатация, без необходимост от зареждане на батерията. Всичко това е възможно с много ниските телекомуникационни разходи, тъй като предплатената SIM карта струва 10 евро за десет години с обем на данните от 500 MB.

www.endrich.com