利用 NB-IoT 低功耗無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，導(dǎo)入控制與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)架構(gòu)，自動(dòng)收集逆變器之輸入輸出電壓等資訊，并提供網(wǎng)頁服務(wù)及 APP，讓使用者能夠更輕易取得及監(jiān)控相關(guān)資訊，其所具備的省電機(jī)制、低成本 ( 低月租費(fèi)) 以及高可靠性與覆蓋率等優(yōu)點(diǎn)將能大大提升系統(tǒng)的效益。
隨著人類文明的發(fā)展，能源的消耗量與日俱增，但是地球上所蘊(yùn)藏之化石能源，如： 石油、天然氣、煤等在人類的大量開采下， 即將消耗殆盡，為解決能源危機(jī)，人們致力于開發(fā)永續(xù)能源，因此，俱備低污染、容易取得、不易消逝之特質(zhì)的太陽能，成為未來最理想的替代能源。因此，泓格科技利用目前最先進(jìn)的 NB-IoT 低功耗無線通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并導(dǎo)入控制與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)架構(gòu)，能自動(dòng)收集逆變器之輸入輸出電壓等資訊，同時(shí)提供網(wǎng)頁服務(wù)及 APP，讓使用者能夠更輕易取得及監(jiān)控相關(guān)資訊，另采用物聯(lián)網(wǎng)的 NB- IoT 通訊技術(shù)，其所具備的省電機(jī)制、低成本( 低月租費(fèi) ) 以及高可靠性與覆蓋率等優(yōu)點(diǎn)將能大大提升本系統(tǒng)的效益。
太陽能數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)：
太陽能數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)架構(gòu)如圖 2-1 所示， 其功能主要分為感測物件、網(wǎng)絡(luò)傳遞、數(shù)據(jù)收集以及應(yīng)用服務(wù)等四部分：
■感測物件 : 包括逆變器內(nèi)部相關(guān)資訊，如電壓、電流、輸出功率及電壓頻率數(shù)值。
■網(wǎng)絡(luò)傳遞 : NB-IoT Gateway 連接電信商的 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)來傳遞數(shù)據(jù)。
■數(shù)據(jù)收集: 使用泓格所開發(fā)之Server 平臺(tái)， 并提供儲(chǔ)存數(shù)據(jù)庫功能與多種存取界面。
■應(yīng)用服務(wù) : 使用者可將數(shù)據(jù)用作巨量數(shù)據(jù)分析或系統(tǒng)營運(yùn)管理等用途。
首 先 ， NB-IoT Gateway 會(huì) 定 期 將數(shù)據(jù)收集器的數(shù)據(jù)透過 NB-IoT 技術(shù)上傳給 ICPDAS NB-DA Server 平 臺(tái) ， 在 NB- DA Server 平臺(tái)方面則透過物聯(lián)網(wǎng)常見的MQTT、Modbus TCP 等技術(shù)來收送數(shù)據(jù)， 并且提供如數(shù)據(jù)庫等各式界面來讓使用者存取，而使用者根據(jù)自己的需求，則可以自行規(guī)劃所需的應(yīng)用服務(wù)，如數(shù)據(jù)探勘或用戶及設(shè)備管理等。
NB-IoT 簡介
NB-IoT 即 窄 帶 物 聯(lián) 網(wǎng) (Narrow Band
-Internet of Things)， 屬 于 LPWAN( 低功耗廣域網(wǎng)絡(luò) )，網(wǎng)絡(luò)可以直接部署于現(xiàn)有2G/3G/4G 的網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約 180 KHz 的頻寬，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。相較于同屬 LPWAN 的 LoRa、SigFox 等使用非授權(quán)頻段技術(shù)， 由 3GPP 提出的 NB-IoT 標(biāo)準(zhǔn)更受各大運(yùn)營商支持，使得 NB-IoT 的發(fā)展更有優(yōu)勢。
S 圖 2-2 NB-IoT 相對(duì)短距通信 / 私有技術(shù)優(yōu)勢明顯
應(yīng)用架構(gòu)：
應(yīng)用架構(gòu)如圖 2-3 所示，網(wǎng)關(guān)是用于收集逆變器之相關(guān)數(shù)值，如電壓、電流、輸出功率及電壓頻率等，并透過 Server 端的 NB- DA Server 與 HMI 軟件 InduSoft 將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫與顯示于 Web 上，以便使用者于任何時(shí)間查看線上實(shí)時(shí)資訊。
S 圖 2-1 2. 太陽能數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)架構(gòu)
S 圖 2-3 應(yīng)用架構(gòu)
在網(wǎng)關(guān) RTU-540P-NB 收集逆變器的數(shù)據(jù)后，透過NB-IoT 并經(jīng)由特定的加密協(xié)議來將數(shù)據(jù)上傳至云端，且由于傳遞是使用 NB- IoT 來傳送小數(shù)據(jù)，因此與使用 LTE 相比將能更加節(jié)省網(wǎng)絡(luò)通訊費(fèi)用。
在 Web Server 方面， 當(dāng)收到 Gateway 傳來的數(shù)據(jù)后，Server 除了提供網(wǎng)頁 & APP 讓使用者查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)外，還會(huì)提供 MQTT、Modbus TCP Server 以及MySQL 數(shù)據(jù)庫等方式讓使用者存取數(shù)據(jù)。
Server 架構(gòu)
Server 架構(gòu)如圖 2-4 所示，Server 是由NB-DA Server 與InduSoft 兩套軟件所組成， NB-DA Server 提供接收終端裝置所回傳的數(shù)據(jù)以及使用者存取，NB-DA Server 支持四種數(shù)據(jù)存取方式：
■UDP/TCP 協(xié)議 : 用于接收 Gateway 傳來的含有特定加密協(xié)議的數(shù)據(jù)。
■MQTT Client 功能 : 用于訂閱及發(fā)布訊息至任何 MQTT Server。
■Modbus TCP Server 功能 : 可讓使用者透過 Modbus TCP 協(xié)議來存取數(shù)據(jù)。
■MySQL 數(shù)據(jù)庫功能 : 記錄所有歷史數(shù)據(jù)讓使用者進(jìn)行分析管理。
S 圖 2-4 Server 架 構(gòu)
其 中 ，MQTT 及 Modbus TCP Server 除了可讓使用者取得數(shù)據(jù)外，亦可傳送控制訊息來控制現(xiàn)場設(shè)備， 在 MQTT 方面， 使用者只要對(duì)同一主題發(fā)布特定格式的訊息，Server 便會(huì)根據(jù)訊息內(nèi)容來對(duì)設(shè)備下命令， 而在 Modbus TCP Server 方面， 由于 Gateway 會(huì)周期性詢問特定地址的數(shù)據(jù)， 因此使用者只需下 Modbus TCP 命令來改變特定地址的值，Gateway 本身便會(huì)在收到Server 的數(shù)據(jù)后對(duì)設(shè)備下命令。
而 InduSoft 主要是提供 Web Server 功能、HMI 界面、警報(bào)等功能，InduSoft 存取MySQL 數(shù)據(jù)庫并處理數(shù)據(jù)后，將使用者所需要之?dāng)?shù)據(jù)顯示于 Web 上，如圖 2-5 所示， InduSoft 支持 HTML5 及各種瀏覽器 (iOS Safari, Google Chrome, Windows Edge/IE 等 )。
相關(guān)產(chǎn)品介紹：
RTU-540P-NB
NB-DA Server
InduSoft
結(jié)語：
泓格科技長期關(guān)注于新技術(shù)，并持續(xù)以使用者為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)各種不同需求推出不同的產(chǎn)品，并針對(duì)使用者的需求思考如何以最小成本來達(dá)成客戶需求的方案，以節(jié)省客戶布建相關(guān)環(huán)境及設(shè)備維護(hù)的成本。
