1. Modernization of the SMART GRID
system in Nur-Sultan using LoRaWAN
wireless communication technology.
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті
Орындаған: РЭТ-43, Рахметбаева Айдана Жүмадинқызы
Тексерген: т.ғ.д., профессор Мухамедрахимова Галия Исатаевна
2. Purpose of the diploma project:
Research of SMART GRID systems using LoRaWaN wireless technology, analysis of the relevance and features
of the use of technology, research of methods for modernizing SMART GRID systems using LoRaWAN wireless
technology.Development of recommendations for improving SMART GRID systems using LoRaWAN wireless
communication technology on the example of Nur-Sultan.
Relevance of the topic of the thesis the concept of the Internet of things is one of the new ideas that not only
radically changes the face of telecommunications and information systems, but also has a significant impact on the
survival of people.
In my thesis, one of the most pressing trends in the development of information technology is considered – the Internet of
things.
Every year, the number of devices connected to the Internet increases. the introduction of the" Internet of things "
will contribute to the development of the country's economy and raise the standard of living with minimal investment.
Internet of Things technologies have great potential, and unfortunately they are not fully used. The development of smart
cities is based on the use of these technologies
3.
4. System scalability-the number of plug-ins per station is 10
times higher than in other wireless systems
Open standard
(unlicensed frequencies, 868
Mhz)
High penetration capacityin
urban construction
Ability to manage end devices
Low power consumption
Up to 10 years of operation of the
device from the AA battery
Low cost of devices
Up to 15 km in the open
ground and up to 1-3 km in
the urban environment
Comprehensive security and
built-in identification and
authentication
868
МГц
15 км
дейін
5. SOLUTION SCHEME FOR HOUSING AND COMMUNAL SERVICES
Электр есептегіш ЦЭ2726А
және ЦЭ2727А радио
модулімен
Су есептегіш ПУЛЬС
15УРМ-80 loRaWAN
радио модулімен
Жылу есептегіш пульсі
LoRaWAN радио
модулімен СТК-15-LW
Импульсті шығуымен
cу есептегіш
Импульстік
шығысы бар
су есептегіші
Есептеу құрылғылары
және деректерді беру
ресурстарды
LoRaWAN радио модулі
бар импульстік есептегіш
Қалалық
ортада 1-3 км
3G / 4G Базалық
станциясы
Network -
сервер
Диспетчердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
Клиенттік
қосымша
6. STREET LIGHT MANAGEMENT SOLUTION
SCHEME
Қалалық ортада 1-3 км
Радио-модемі бар
көше шамдары
Network -
сервер
3G / 4G Базалық
станциясы
Автоматтандырылған
диспетчердің жұмыс
орны
Инженердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
7. DIAGRAM OF THE CONTROL SOLUTION FOR
OPENING SEWER HATCHES
Қалалық ортада
1-3 км
3G / 4G Базалық
станциясы
Network -
сервер
Диспетчердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
Инженердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
8. SCHEME OF NOISE LEVEL CONTROL SOLUTION
IN THE URBAN ENVIRONMENT
3G / 4G Базалық
станциясы
Network -
сервер
Диспетчердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
Қалалық
ортада 1-3 км
Инженердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
9. THE SCHEME OF THE SOLUTION. MOBILE
BUTTON FOR ORGANIZING VARIOUS CASES
Базовая станция
3G/4G
Network -
сервер
Автоматизированное
рабочее место
диспетчера
Вызов старшего кассира
для снятия кассы
Вызов менеджера
отдела в гипермаркете
Кнопка вызова
медсестры
Тревожная кнопка для
вызова охраны
1-3 км в
городской среде
Автоматизированное
рабочее место
инженера
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
10. SMART CITY. GENERAL SCHEME OF SOLUTIONS
Датчик шума
Датчик мониторинга
наполненности
контейнера ТБО
Базовая
станция
Кнопка
стационарная
Датчик мониторинга
открытия люков
Счетчик
импульсов
Счетчик воды
Модуль управления
освещением с
поддержкой ШИМ
Счетчик
электричества
Счетчик воды
Счетчик тепла
11. Энергия тиімділігі
Қашықтық Төмен
50 метрге дейін
Орта
500-1000 метр
Жоғары
3000 метр
Жоғары
Орташа
Төмен
RFID
ZigBee
Bluetooth
Wi-Fi
Традиционный
Wi-Fi
802.11 ah Halow
5G
4G
3G
2G
NB-IoT
LoRaWAN
12. А
LoRaWAN ҚҰРЫЛҒЫСЫНЫҢ КЛАССТАРЫ
Класс А
• Автономды
қуаттағышы бар
құрылғылар
• Деректерді беру
және қабылдау
(арнайы уақытша
терезесі бар)
B
Класс B
• Автономды қуатты
құрылғылар
• Деректерді беру және
қабылдау (арнайы
уақытша терезесі бар)
• Деректерді қабылдау
берілген кесте бойынша
жүзеге асырылады
C
Класс C
• Тұрақты сыртқы
қуаттағышы бар
құрылғылар
• Деректерді беру және
қабылдау берілген кесте
бойынша жүзеге
асырылады
15. СЫМСЫЗ ТЕХНОЛОГИЯЛАРДЫ
ҚОЛДАНУ ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ ДАМУ
КЕЗЕҢДЕРІ
Этап 1
Деректер жинау
• Ақпарат жинау процесі
және мақсатты
көрсеткіштерді өлшеу;
• Деректерді түрлендіру;
• Деректерді құрылымдық
бөлу.
Этап 2
Деректерді талдау
Алынған деректерді автоматты
талдау жәнеоның негізінде
жобаны одан әрі пайдалану
үшін ұсыныстар құру
Этап 3
Жасанды интеллект
Aқпараттық картина
көмегімен алынған
деректерді адам
қатысуынсыз 100%
aвтоматты жалпы модельдеу
18. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ РЫНКА
ЖКХ НА КОНЕЦ 2019 ГОДА
• Салынып жатқан тұрғын үй
үшін жылына 5 млн. су
есептегішке дейінЭнергетика
министрлігінің есептеулеріне
сәйкес, есептегіштерді
орнату қымбатқа
түседішамамен 400
миллиард тг
• Суда-10-15%Электр
қуаты бойынша-30-
40%Газ бойынша-60-
қа дейін%
Жылжымайтын мүлік
нарығының деректері:
Пәтерлер саны 70
миллионға жуық.Үйлердің
саны 4 миллионға
жуық.Орта есеппен 300
мың жылжымайтын мүлік
объектісі енгізіледі, оның
ішінде тұрғын үй
объектілерінің 90%
Нарық әлеуеті : ТКШ секторындағы
шығындар :
Установка счетчиков учета поможет снизить потери ресурсов и окупит их внедрение в короткие сроки!
19. ШЕШІМНІҢ АРТЫҚШЫЛЫҚТАРЫ
Шамдардың қызмет ету
мерзімін 10 жылға дейін
ұзарту
Енгізудің
ыңғайлылығы
және
пайдалану
Басқаруды
автоматтандыру
қаланы
жарықтандыру
Әрбір шамның
жұмыс қабілеттілігін
бақылау
Пайдалану
шығындарын
азайту
ҚАУІПСІЗДІК / ПАЙДА / ЫҢҒАЙЛЫЛЫҚ / ЦИФРЛАНДЫРУ
20. ДАННЫЕ ПО ЗАТРАТАМ ДО И ПОСЛЕ
МОДЕРНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
УЛИЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Данные по затратам до
внедрения системы
управления освещением
(численность города 88
000 жителей):
• Расчетная потребляемая
мощность до
модернизации в год,
кВтч. - 5 447 266
• Расчетная стоимость
электроэнергии до
модернизации в год, руб.
- 36 769 048
Данные по затратам после
внедрения системы
управления освещением:
• Расчетная
потребляемая
мощность после
модернизации в год,
кВтч. - 1 234 625
• Расчетная стоимость
электроэнергии после
модернизации в год
(не более), руб. - 8
333 719
Среднее время
окупаемости проекта 5 лет
с учетом привлечения
инвестиций
После
модернизации
снижение затрат
составляет
77%
www.qtech.ru
21. СХЕМА РЕШЕНИЯ КОНТРОЛЯ
НАПОЛНЯЕМОСТИ КОНТЕЙНЕРОВ ТКО
қалалық ортада
1-3 км
Базалық станция
3G/4G
Network -
сервер
Диспетчердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
Инженердің
автоматтандырылған
жұмыс орны
22. ШЕШІМНІҢ АРТЫҚШЫЛЫҚТАРЫ
ТҚҚ уақтылы алу
арқылы
компанияның
кірісін арттыру.
Контейнерлердің
толған уақыты
мен босату
уақытын бақылау.
ТҚҚ
автоматтандырылған
бақылау
Өртті және
қозғалысты
бақылау
Қоқыс шығару
шығындарын
азайту
01 02 03 04
ОҢТАЙЛАНДЫРУ / БАҚЫЛАУ / АВТОМАТТАНДЫРУ / ЦИФРЛАНДЫРУ
05
23. ШЕШІМНІҢ АРТЫҚШЫЛЫҚТАРЫ
ОҢТАЙЛАНДЫРУ / БАҚЫЛАУ / АВТОМАТТАНДЫРУ / ЦИФРЛАНДЫРУ
Пайдалану объектісінің
қауіпсіздік деңгейін
арттыру
01
Бақылау кабельдік
желілерге рұқсатсыз
енгізу.
02
Пайдалану қызметтерін
автоматтандырылған
бақылау
03
Жерасты коммуникациялар
жолдарына кіруді бақылау
04
Пайдалану
шығындарын азайту.
05
24. ШЕШІМНІҢ АРТЫҚШЫЛЫҚТАРЫ
ОҢТАЙЛАНДЫРУ / БАҚЫЛАУ / АВТОМАТТАНДЫРУ / ЦИФРЛАНДЫРУ
Қалалық ортада
өмір сапасын
арттыру
Қоғамдық
тәртіпті сақтамауға
жедел әрекет ету.
Өмір сүру ортасының
сапасын
автоматтандырылған
бақылау
Құрылыс
алаңдарында, ойын-
сауық мекемелерінде,
саябақтарда шуды
бақылау.
Қоғамдық тәртіпті
бұзғаны үшін
айыппұл
санкциялары.
25. ПРЕИМУЩЕСТВА РЕШЕНИЯ
ОПТИМИЗАЦИЯ / КОНТРОЛЬ / АВТОМАТИЗАЦИЯ / ЦИФРОВИЗАЦИЯ
Повышения уровня
сервиса
01
Быстрое реагирование
на нештатные ситуации
02
Автоматизированный
контроль сотрудников
03
Повышения уровня
сервиса и безопасности
04
Штрафные санкции за
нарушения работы
сотрудников
05
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
26. ПРЕИМУЩЕСТВА РЕШЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ / ВЫГОДА / УДОБСТВО / ЦИФРОВИЗАЦИЯ
Упрощение
многих
процессов
Энергоэффек-
тивность и
экономия
используемых
ресурсов
Автоматизи-
рованное
управление
городом
Повышение
комфорта и
уровня жизни
Уменьшение
кассового
разрыва
Повышение
безопасности
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
28. БАЗОВЫЕ СТАНЦИИ
• Оборудование соответствует стандарту LoRaWAN 1.1
• Поддержка устройств класса А, В и С
• Встроенный GPS
• Встроенный Ethernet и 3G/4G модемы
• Крепление на балку/мачту
• Степень защиты корпуса IP66
QSH-ECP500M
GPS IP66 RU864 3G/4G
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
29. СЧЕТЧИК ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
• Частотный план RU864
• Устройство класса С
• Способ активации OTAA
• Многотарифный учет (до 4 тарифов)
• Встроенное реле для ограничения мощности
• Чувствительность: до -138dBm
ЦЭ2726А/ЦЭ2727А с модулями QTECH
RU864
Класс
С
-138
dBm
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
30. СЧЕТЧИК ВОДЫ
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Срок автономной работы до 7 лет
• Встроенный датчик обнаружения магнита
• Встроенный датчик вскрытия корпуса
• Активация прибора для передачи по радиосети LoRaWAN
производится с помощью поднесения магнита
Пульс 15У с модулями QTECH
Класс
А
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
31. СЧЕТЧИК ТЕПЛА
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Срок автономной работы до 7 лет
• Встроенная всенаправленная антенна 2 dBi
• Встроенный датчик вскрытия корпуса
• Способ активации OTAA или ABP
• Класс защиты IP64
• Активация прибора для передачи по радиосети LoRaWAN
производится с помощью поднесения магнита
Пульс СТК15 с модулями QTECH
Класс
А
2dBm
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
32. СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ
Счетчик импульсов QSH-C500-P4
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Срок автономной работы до 8 лет
• 4 универсальных входа (импульсные или охранные)
• Съемный элемент питания ER14505
• Степень защиты корпуса IP65
Класс
А
IP65
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
33. ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ LoRaWAN
С ВНЕШНИМ ИЗМЕРИТЕЛЕМ
QSH-C500-P4T
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Встроенная антенна 2 dbi
• Степень защиты корпуса IP65
• Диапазон измеряемых температур -55…+100
Класс
А
IP65
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
34. ДАТЧИК МОНИТОРИНГА НАПОЛНЕННОСТИ
КОНТЕЙНЕРА ТБО
QSH-GS500
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Степень защиты корпуса IP65
• Встроенная антенна 2 dbi
• Встроенный дальномер
• Встроенный акселерометр
• Встроенный GPS/ГЛОНАСС
• Датчик температуры
Класс
А
IP65
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
35. ДАТЧИК МОНИТОРИНГА ОТКРЫТИЯ
ЛЮКОВ
QSH-MH500S
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Степень защиты корпуса IP65
• Встроенная антенна 2 dbi
• 4 канала для подключения датчиков проникновения (сухие
контакты)
• Встроенный элемент питания
• 2 канала для подключения датчиков температуры
• Температурный режим: -40 +70
Класс
А
IP65
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
36. МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
С ПОДДЕРЖКОЙ ШИМ
QSH-SL500
• Частотный план RU864
• Устройство класса С
• Степень защиты корпуса IP65
• Встроенная антенна 2 dbi
• 2 х выхода ШИМ
• 2 х входа для мониторинга состояния работы драйвера
• Встроенный акселерометр
Класс
C
IP65
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
37. СТАЦИОНАРНЫЙ ДАТЧИК ШУМА
QSH-NS500
• Частотный план RU864
• Устройство класса А
• Степень защиты корпуса IP65
• Встроенная антенна 2 dbi
• Всенаправленный микрофон
• Диапазон измерений звукового давления от 30 до 120 дБ
• Чувствительность ±3 дБ
• Частота замеров уровня звука 1, 5, 10, 15, 30 мин
• Тревожное сообщение (при превышении заданных
параметров)
Класс
A
IP65
RU864
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
38. КНОПКА СТАЦИОНАРНАЯ
QSH-SB500S
RU864
Класс
(сценарии)
• Частотный план RU864
• Устройство класса A
• Срок автономной работы 1 год
• Способ активации OTAA
• Поддержка до 4-х типов нажатия
• Световая и звуковая индикация
• Чувствительность: до -138dBm
-138
dBm
A
www.qtech.ru
УМНЫЙ ГОРОД | РЕШЕНИЯ QTECH
