Afstandsbediening voor zonnepanelen op straatlantaarnen
-- hoe het werkt
Afstandsbediening voor zonnepanelen op straatlantaarnen: hoe het werkt
Kort antwoord: De afstandsbediening van een zonnepanelen op straatlantaarn werkt door twee datastromen te gebruiken: een stroom van gegevens vanuit de lantaarn naar de controleerder (informatie over de batterijtoestand, de opbrengst van het paneel en eventuele fouten), en een stroom van commando’s vanuit de controleerder naar de lantaarn (informatie over dimmingsregels, wijzigingen in scherpteniveaus en updates van het firmware). Alles anders, inclusief eventuele camera’s op de lantaarn, wordt meegevoerd in deze datastromen.
Wat de lantaarn rapporteert:
De controleerder verzamelt regelmatig gegevens over de werking van het systeem en rapporteert onder andere:
- Batterijtoestand: spanning, stroom, opgeladenheid en temperatuur
- Paneelprestaties: opbrengst van het zonnepaneel
- Werking van de LED-lampen: verbruikte energie, dimmingsniveau en gebruikt tijd
- Omgevingslicht: gebruikt om het moment van zonsopkomst/zonsondergang te bepalen
- Systeemtemperatuur: binnen de lantaarn
- Mogelijkheid van bewegingsdetectie: de lantaarn schakelt dan het licht automatisch aan of uit.
In onze controllers worden deze waarden gebruikt om de gegevens op de platformgrafiek weergeven. Een sitebeheerder die merkt dat de batterijstatus van een lichtarmatuur afneemt ten opzichte van die van de andere armaturen, zal dit toeschrijven aan een probleem met de batterij of de verlichting, en niet aan een probleem met de schaduwwerking.
Kiezen van de communicatieverbinding
Er zijn twee opties die bijna alle projecten kunnen ondersteunen; de keuze hangt af van het hoeveelheid en de verspreiding van de data, en niet van mode:
| Behoeve | 4G/5G-mobiele verbinding (SIM-kaart) | LoRaWAN |
|---|---|---|
| Telemetrie (in kilobytes per dag) | Werkt, maar vereist veel bandbreedte | Speciaal ontworpen voor dit doel |
| Video- of firmware-updates | Vereist | Niet praktisch om te realiseren |
| Dekking | Afhankelijk van de telefoonmaatschappij | Privé-gateway, eigendom van de organisatie |
| Periodieke kosten per apparaat | Dataplan voor de SIM-kaart | Gateway wordt in de loop der tijd afgeschreven; nauwelijks kosten per apparaat |
| Typische toepassingen in onze projecten | Cameras, verbonden locaties | Stadelijk dimmen van licht en monitoring van apparaten |
Voor stedelijke toepassingen kiezen we standaard LoRaWAN voor het verzenden van telemetriegegevens en dimmingsbevelen. Een 4G-uplink wordt alleen gebruikt wanneer er een camera of frequente firmware-updates nodig zijn. De meest voorkomende fout bij de communicatie is het betalen van een dataplan per apparaat, terwijl er maar enkele honderden bytes per dag worden verstuurd.
De communicatiepad van begin tot eind
Een afstandssignalisatie wordt verstuurd: gebruikersterminal (telefoon of desktop) → cloudplatform → communicatieverbinding → controller van de betreffende apparatuur → uitvoering van de opdracht → statusinformatie wordt via dezelfde route teruggegeven. De apparatuur reageert op deze signalisatie, en het cloudplatform toont de nieuwe status.
Zet eerlijke verwachtingen: dit is een proces dat in seconden plaatsvindt, niet in milliseconden. Een celulaire module die op een bepaald tijdstip actief wordt, of beperkingen in de werking van het LoRaWAN-systeem, zorgen beide opzetmatig voor vertragingen. Niemand zou moeten beweren dat deze systemen ‘onmiddellijk’ bedienbaar zijn.
Minimale beveiligingsmaatregelen die we implementeren:
We behandelen de controller als een geïntegreerd apparaat dat zich bevindt in een vijandig netwerk:
- Gegevens en bevelen worden tijdens het transport versleuteld; er worden geen onversleutelde gegevens verstuurd.
- De authenticatie van het apparaat vindt per eenheid plaats, waarbij de benodigde credentials tijdens de inrichting worden opgegeven.
- De controller luist niet naar het openbare internet. Toegang tot het platform gebeurt via een cloud-endpoint, met toegangsbeheer op accountniveau en loggen van alle activiteiten.
- Firmware-updates worden versleuteld, zodat een gestolen module niet opnieuw in het systeem kan worden geïnstalleerd.
Op locaties waar camera’s zijn geplaatst, is de videoverwerking gescheiden van de overige processen: de beelden worden door de sensoren verwerkt en via het 4G/5G-signaal van de SIM-kaart naar de cloud gestuurd voor opslag en transcodering. Hier gelden dezelfde beveiligingsregels.
Wat deze pagina niet behandelt:
Deze pagina gaat over de telemetrie en het besturingssysteem van de lichtarmaturen zelf. Ze behandelt geen camera’s, de integratie van het SCADA-systeem in het elektriciteitsnetwerk, noch de regels voor de cybersecurity-certificatie van cruciale infrastructuur. Om te zien hoe de dimmingscommando’s worden uitgevoerd nadat de zon is ondergegaan, lees je Power Consumption Control. Om de juiste grootte van de controller en de accu te bepalen, gebruik je de Controller Sizing Calculator; voor meer informatie over complete lichtarmaturen kun je kijken bij onze all-in-one solar street lights.