Измерение энергии и передача показаний в "Умном доме". Роутер VR-007.

Фразы: "У человека должна быть цель, он без цели не умеет… Если цели у него нет, он ее придумывает!"

Моя супруга считает, что все в мире придумывают женщины, только реализовывать приходится мужчинам, а двигателем прогресса в большей степени является не желание, а лень. Было лень мыть и стирать - появилась посудомойка и стиральная машина, стало лень каждый день готовить - получились консервы, надоело менять белье ребенку - получились подгузники. Если все перечитать, то получается лень становится делать то, что надо делать регулярно. Эту мысль я от нее четко усвоил и решил, что надо сделать устройство, которое избавляет от рутинных операций и удовлетворит мой интерес к электрике дома.

VR-007.3 является частью распределенной системы автоматики и рассчитан на циклический опрос одиночных трехфазных счетчиков Меркурий, VR-007.4 для опроса групп трехфазных счетчиков Меркурий (до 10 шт). Раньше мы еще делали роутер VR-007.1 для опроса однофазных счетчиков, но из-за низкого спроса пока сняли его с производства.

Характеристики:
- Интервал опроса счетчика 1,5,10,15,30 минут
- Объем 1440 мгновенных значений (U/I/P/Q/S/F/K)
- Хранение энергий T1/T2/T3/Sum по суткам и месяцам
- Определение максимумов и минимумов ПКЭ
- Отправка данных о потреблении на электронную почту
- Поддержка MQTT протокола и GET запросов к БД
- Передача данных и уведомлений сайта narodmon.ru
- Режим "сквозного канала" до счетчика
- Расчет затрат по тарифам, дям и месяцам
- Возможность использования VPN тунелей
- Рабочая температура 0°C / 40°C
- Масса не более 0.1 кг

Рассмотрим типичный пример - частный дом в пригороде и желание контролировать работу электрооборудования. Особенно это интересно тем, кто отапливает такие дома электричеством, либо кто использует системы генерации электроэнергии. К счетчику VR-007.3 подключается с помощью любого из адаптеров USB-RS485/CAN/оптопорт, а к домашней сети как обычный Ethernet / WiFi роутер (может быть клиентом внешних сетей или точкой доступа). В режиме сетевой карты позволяет подключить к себе 4G модем (с прошивкой Hilink) и вести передачу и контроль данных из удаленных и недоступных мест.

Прежде чем вести опрос в любой системе АСКУЭ, необходимо с помощью конфигуратора синхронизировать в счетчике время (инструкция на конфигуратор).

VR-007 может работать в следующих режимах:
- точка доступа (раздает интернет подключенным клиентам)
- роутер (шлюзует пакеты)
- режим клиента (подключение к головному WiFi устройству)
- повторитель
- мост (между сетями)

Как соединиться и настроить VR-007:
1) Самый простой через Wifi

Собираем схему и подаем питание на VR-007. Через пару-тройку минут подключаемся компьютером к созданной роутером WiFi сети OpenWrt. Учтите, что на счетчик лучше всего подавать все три фазы, т.к. иногда интерфейс RS485 или оптопорт запитывается от разных фаз (чаще либо от первой, либо от третьей).

Нажимаем правой кнопкой мыши на значок сети в правом нижнем углу, далее - "подключить" и заходим браузером по IP-адресу 192.168.1. (логин root, пароль admin).

Перед вами откроется основная страница VR-007.3 с картинками измерителей, но чтобы появились данные нужно сначала в настройках указать сетевой адрес и тип счетчика и начнется опрос.

У трехфазных счетчиков сетевой адрес равен последним трем цифрам серийного номера, а если число больше 240, то последним двум цифрам. Проверьте, что галочка остановить опрос снята и выбран нужный интервал опроса (от 1 минуты до 30 минут).

Пароль с завода у счетчиков для уровня User - 111111, для уровня Admin - 222222.

Есть возможность вести расчет затрат энергии по тарифам, можно настраивать коэффициенты трансформации, можно передавать данные на внешние серверы MQTT и POST/GET запросами.

Рекомендую установить в роутере правильное время и запаролить WiFi точку, чтобы никто к ней не подключался. Для этого зайдите в меню OpenWrt.

Вход в системное меню роутера через логин (root), пароль (admin).

Зайдем в меню "System"-System и нажмем "Sync with browser", затем сохраняем наши измения "Save & Apply".

Устанавливаем пароль на WiFi (идем в меню Network - Wireless) и для нашей сети OpenWrt нажимаем кнопку "Edit".

Выбираем "Wireless Security", шифрование "WPA2-PSK", вводим свой ключ (запоминаем) и нажимаем "Save & Apply".

Далее можете вернуться в просмотр мгновенных значений и энергий нажав меню VR007.

2) Соединение с VR-007 через Ethernet кабель

Для этого необходимо сначала подключить Ethernet кабель от компьютера к роутеру VR-007 в разъем LAN и задать сетевой карте компьютера допустимое адресное пространство, например 192.168.1.2

Для задания своему компьютеру сетевого адреса типа 192.168.1.2 нужно нажать левой кнопкой мыши на значек сети/WiFi в правом нижнем углу.

Выбираем "Центр управления сетями и общим доступом", а потом "Изменение параметров адаптера".

Советую на момент конфигурирования WiFi адаптер отключить, чтобы не запутаться в маршрутах сетей.

А теперь выделяем Ethernet адаптер (в моем случае он называется Локалка), жмем правую кнопку мыши на нем и выбираем "Свойства".

Выбираем "Протокол Интернета версии 4 (TCP/IPv4) - "Свойства"

Сохраняем адрес карты 192.168.1.2

Теперь можно как и в первом пункте обратиться к роутеру браузером, т.е. вписываем адрес 192.16.1.1 в адресной строке браузера и смотрим на результат.

Этих настроек было бы достаточно, но если вам надо чтобы VR-007.3 мог передавать данные на внешние ресурсы электронную почту или на сайт Narodmon.ru, в сбыт, то понадобится Интернет соединение.

Соответственно VR-007 можно подключить к сети Интернет либо по сетевому кабелю от провайдера (разъем WAN), либо через WiFi или LAN разъемы став клиентом головного роутера или через мобильный интернет (подключив USB-4G модем с прошивкой Hilink).

1) Я рассмотрю частный случай, когда в квартире уже есть головной роутер, раздающий интернет на устройства.

Прежде чем собирать эту схему, запишите адрес шлюза в конфигурацию VR-007 по Ethernet кабелю.

В меню OpenWrt, выбираем Сеть - Интерфейсы и редактируем интерфейс LAN.

Прописываем адрес шлюза (в моем случае 192.168.1.253) и нажимаем "Сохранить и применить" внизу страницы.

Теперь можно подключить кабель LAN от головного шлюза до роутера VR-007 и опрашивать свой счетчик, через любое устройство в своей сети (компьютер, планшет, смартфон), достаточно ввести в адресную строку браузера 192.168.1.1. После чего мы попадем на главную страницу с измерителями.

Но самое главное, что после подключения к Интернету у роутера появляется возможность передавать свои данные во внешний мир, т.е. например на электронную почту. 

Зайдите в настройки VR-007.1 и введите адреса электронной почты и настройки интервалов передачи. После сохранения данных в 00:00 данные будут отправляться либо вам на электронку, либо в сбыт в оговоренное число.

К сожалению не все сбыты берут данные по электронной почте, поэтому можно вместо электронной почты сбыта поставить свою, тогда эти данные придут в нужную дату вам в качестве напоминания и вы их отправите через личный кабинет.

Нижегородский энергосбыт берет данные в формате как на картинке

Именно так мы сделали и в VR-007 при передачи данных на электронную почту сбыта.


2) Если роутер VR-007 стоит удаленно от головного и не хочется прокладывать кабель до него, то можно сделать его клиентом своей домашней WiFi сети.

Соединитесь Ethernet кабелем с роутером VR-007.1, пропишите IP-адрес шлюза, потом зайдите в меню Сеть - WiFi и нажмите "Сканировать".

Выбираем сеть, организованную головным роутером (у меня VVIK_net) и жмем "Подключиться к сети".

Все теперь вы можете отсоединять Ethernet кабель от роутера, он уже находится в вашей домашней сети и к нему тоже можно обращаться через свой WiFi набрав в браузере 192.168.1.1
Интернет у него  тоже будет от головного роутера через WiFi.

3) Еще один из распространенных способов - подключение Интернета через 3G/4G модем (мы используем разлоченные 4G модемы c прошивкой Hilink, которые не надо настраивать AT-командами и они работают с любыми операторами, загружаются в пределах 15 сек), главное чтобы охват этих сетей 3G/4G был в месте установки.

Собираем схему:

Заходим в меню OpenWrt (логин: root, пароль: admin).

Выбираем в верхнем меню Сеть - Интерфейсы и жмем кнопку "Добавить интерфейс".

Вписываем название этого интерфейса (у меня 4G модем), протокол (DHCP клиент), Ethernet адаптер (eth1) и "Применить".

Если у вас 3G модем, то надо будет выбирать Ethernet-адаптер "usb0"

Проверяем настройки "Межсетевого экрана" (должно быть Wan) и жмем "Сохранить и применить".

Должен в интерфейсах появится наш 4G.

Если IP адрес не получен, нажмите Соединить или перезагрузите роутер, а если получен адрес (192.168.8.100), то не надо. Проверить наличие связи с сетью Интернет можно на вкладке Сеть - Диагностика - Эхо запрос.

Если пинги идут, то значит роутер способен передавать данные на электронную почту, на сайт Narodmon.ru, значит к нему можно пробивать VPN тунель или если СИМ-карта имеет статический IP-адрес, то значит можно к роутеру обратиться из внешнего мира напрямую по IP-адресу.


Работа с сайтом Narodmon.ru
Послле того как роутер VR-007 получил подключение к Интернету можно сделать удаленный контроль напряжения, тока, мощности и создать алярмы (сигналы внимания, когда уровень параметра выходит за верхнюю или нижнюю границу). Для этого заходим в меню Настройки, выбираем в графе Narodmon.ru - "Отправка данных (5 мин.), а потом жмем "Сохранить".

Подождите полчасика, для накопления данных на сервере. Потом регистрируемся на сервере Narodmon.ru или входим под логином Google+, Яндекс или др.  Для добавления датчика потребуется  ввести MAC-адрес, который вы видели на вкладке Настроек роутера. После этого появляется возможность установить адрес нашего счетчика, виды измеряемых параметров, уведомления на электронную почту при превышении или при снижении нужных параметров.

Т.е. используя этот сервис вы получаете возможность контролировать свой удаленный дом из любой точки, с любого планшета, компьютера, смартфона. На этот же сервер можно выводить данные вебкамеры (если использовать белый статический IP адрес роутера VR-007). Вебкамера сидит на адресе локальной сети 192.168.1.1:8080, если стучитесь через интернет, то надо будет ввести внешний IP-адрес:8080.

Еще через наш роутер вы сможете на сайт Narodmon.ru подключить дешевую погодную станцию ESPMETEO и сможете контролировать температуру влажность, давление в доме или на улице.

Функционал сервера Narodmon.ru также позволяет настроить алярмы если темература упадет ниже определенной отметки или если датчики перестали отвечать более часа (например отключили электричество).

Как пробить VPN?
Если у вас на стороне роутера используется "серый" IP адрес, например такой адрес выдают мобильные операторы, то чтобы войти в свой роутер через Интеренет, например для онлайн просмотра камеры, понадобится пробить VPN канал.

Для этой цели регистрируемся на сервере lan2lan.ru и сделать два устройства с логинами паролями, которые после соединения с сервером окажутся в одной сети.

Первое устройство с адресом 192.168.99.1 я резервирую под роутер VR-007, второе устройство 192.168.99.2 под домашний компьютер, третье устройство 192.168.99.3 под рабочий компьютер.

Соединяемся через Ethernet кабель с нашим роутером, заходим в меню OpenWrt (логин: root, пароль: admin). Идем в меню Сеть - Интерфейсы, выбираем VPN - Редактировать.

Устанавливаем протокол PPTP, сервер vpn.lan2lan.ru, логин и пароль для вашего VR-007 и переходим в расширенные настройки.

Устанавливаем галочку "Запустить при загрузке" и переходим в настройки межсетевого экрана.

Проверяем что выбрана зона VPN и жмем Сохранить и применить.

После этого рекомендую перезагрузиться, роутер при наличии интернета, сам создаст шифрованный тунель и получит адрес 192.168.99.1 в сети lan2lan.ru

Остается подключить рабочий компьютер к этой сети. Нажимаем правую кнопку мыши на иконке сети в нижнем правом углу рабочего стола.

Создаем новое VPN соединение.

Вводим адрс vpn.lan2lan.ru и жмем Create или Создать.

Редактируем свойства адаптера сети VPN Connection

Устанавливаем уровни авторизации.

Далее нам надо установить настройки, при которых компьютер будет иметь интернет, даже если активировано VPN соединение. Правой кнопкой мыши жмем на протоколе IPV4

Переходим в расширенные настройки.

И снимаем галочку

Потом пытаемся соединиться с созданной сетью VPN Connection.

Остается ввести логин пароль для IP-адреса 192.168.99.3, выданный нам сервером lan2lan.ru

После соединения с VPN сетью, можно в браузере ввести адрес 192.168.99.1 и мы увидим наши измерители в онлайне.

Также хочется отметить, что весь функционал, который был в VR-006 был перенесен в новый роутер VR-007 без изменений, т.е. если вы захотите работать через конфигуратор или TaskGroup, то можете это делать, все будет работать.

Если опросы непрерывные и длительные предусматриваются, то лучше поставить в настройках роутера галочку "Остановить опрос", чтобы пакеты не бились лбами от внешней программы и роутера к счетчику.

Возможно в этой статье есть некоторые сокращения, поэтому можете посмотреть предыдущие две статьи по этой тематике:

1) Связь с электросчетчиками Меркурий через сети WiFi, Ethernet или Интернет (VR-006. Часть первая.)

2) Связь с электросчетчиками Меркурий через сети 3G/4G (VR-006. Часть вторая.)