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Banner da Solução x.K Wint (CK09, X.KC e x.KM)

Solução x.K Wint

A x.K Wint é uma solução de comunicação via RF Mesh dedicada à medição e automação de energia elétrica. Alternativa às atuais soluções de telemetria, baseadas em rede celular ou rádio digital, a solução da Desh permite que informações sejam trocadas entre o equipamento remoto e o servidor de maneira online, em tempo real, alta confiabilidade e disponibilidade, e livre das deficiências dos sistemas atuais, sem a dependência da qualidade de serviço de uma operadora celular e custos de implantação e operação bastante reduzidos.

O protocolo de roteamento, baseado em IPv6 com compressão 6LoWPAN, permite a operação em mesh com a propagação dos pacotes de informação através da rede sendo repetida entre os próprios terminais remotos, sem a necessidade de visada direta de cada ponto com o concentrador e nem mesmo o mapeamento de rotas pré-estabelecidas. Somado ao longo alcance do RF, permite sua aplicação mesmo em situações em que há uma dispersão em área muito grande entre os pontos. Também por ser baseado diretamente em IP, torna a solução facilmente integrável com a maioria dos sistemas de supervisão, sem a necessidade de adequação do sistema do cliente a protocolos proprietários. Ademais, diferente de outros sistemas de roteamento proprietários, a solução em IPv6 é extremamente robusta e confiável, permitindo o tráfego de inúmeras mensagens na rede simultaneamente, com pacotes grandes, vários hops, com baixo risco de perda de informação e colapso da rede. O link aéreo conta também com encriptação em AES128, garantindo a segurança dos dados trafegados.

Diagrama de redes da solução x.K Wint

A solução é composta de três elementos, o terminal remoto CK09, o concentrador x.KC e o software de gerenciamento de rede x.KM. Desenvolvida com tecnologia de ponta, a solução reúne as principais características requeridas por um sistema de telemetria de energia moderno.

Características principais da x.K Wint:

  • Solução baseada em IPv6, sem protocolos proprietários, permitindo fácil integração com qualquer sistema supervisório
  • Software básico de gerenciamento de rede gratuito, sem valor de aquisição nem manutenção mensal
  • Opções de customização do software de gerência, integrando ao sistema da empresa
  • Concentrador com preço acessível, facilmente diluído mesmo em projetos com poucos pontos
  • Plataforma de hardware flexível, permitindo variações no terminal remoto, por exemplo, embarcando no medidor de energia
  • 100% nacional, desenvolvido e fabricado no Brasil com incentivo da lei da informática (PPB)
Banner CK09 - Dispositivo RF Mesh IPV6

Terminal remoto CK09

CK09, grande inteligência embarcada na forma de um equipamento simples e enxuto. Um terminal com interface serial genérica que permite sua conexão nos mais diversos equipamentos de medição ou automação. Seu circuito de RF opera em frequência livre, na faixa de 900MHz, com potência de até 1W, o que permite longo alcance, boa penetração mesmo quando lidando com obstruções ou topografia desfavoráveis, e com alta imunidade a interferências.

O protocolo de roteamento, baseado em IPv6 com compressão 6LoWPAN, permite a operação em mesh com a propagação dos pacotes de informação através da rede sendo repetida entre os próprios terminais remotos, sem a necessidade de visada direta de cada ponto com o concentrador e nem mesmo o mapeamento de rotas pré-estabelecidas. Somado ao longo alcance do RF, permite sua aplicação mesmo em situações em que há uma dispersão em área muito grande entre os pontos.

No desenvolvimento o terminal CK09 contou, desde a concepção da ideia até último processo da linha de montagem, com as melhores práticas de engenharia, resultando em um hardware enxuto, fácil de produzir e sobretudo de baixo custo, garantindo a robustez e confiabilidade requeridas em aplicações industriais e requerendo baixo investimento, o que justifica sua implantação mesmo em aplicações com baixos faturamento e custo operacional.

Principais características do terminal CK09:

  • Frequência de trabalho: 915MHz a 928MHz
  • Alcance acima de 10 Km em campo aberto
  • Rede mesh, auto adaptativa
  • Endereçamento por IPv6, com compressão 6LoWPAN
  • Até 500 nós por rede (possibilidade de customização)
  • até 10 saltos / hops (possibilidade de customização)
  • Pacotes de até 300bytes sem fragmentação (possibilidade de customização)
  • Protocolo robusto, permitindo alto número de pontos na rede, com tráfego simultâneo de pacotes grandes, vários saltos (hops), sem permitir colapso ou perda de pacotes
  • Link aéreo com chave de autenticação e tráfego criptografado em AES128
  • Interface física via serial RS232 (segunda interface opcional)
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Concentrador x.KC

O complemento da rede para os terminais CK09 é o concentrador x.KC. Trata-se de um equipamento que possui de um lado a mesma interface de RF dos terminais, interagindo assim com a rede, e do outro lado um computador embarcado, com sistema operacional Linux, que faz toda a administração das regras da rede mesh e também a conexão com o mundo externo.

A utilização de Linux sobre um hardware microprocessado de alta capacidade torna a solução altamente eficiente, robusta e ao mesmo tempo flexível. De um lado a gerência da rede mesh, podendo rodar rotinas complexas, inúmeras regras, e com capacidade para administrar milhares de pontos. Do outro lado, a interação com conexões externas, o x.KC pode desde oferecer uma simples interface ethernet, transparente, até a conexão com servidores via conexões criptografas e / ou túnel VPN. Uma conexão USB também está disponível, sobre a qual pode ser emulada uma ethernet ou conectar com outros tipos de interface, como 3G, Bluetooth ou Wi-fi.

Ademais, com o processador e memórias superdimensionados, é possível rodar aplicações internamente no x.KC, tornando a aplicação autônoma e independente de inteligência interna de um servidor. Protocolos como ABNT, DNP3, MODBUS e outros podem estar embarcados no x.KC, o qual faria não somente o gerenciamento da comunicação como também se responsabilizaria pela leitura e processamento dos dados, podendo chegar ao ponto de entregar um arquivo pronto para o servidor, com a compilação das leituras em um formato pré-determinado. Outras regras como análise de perfil para detecção de fraudes e geração de alarmes também podem ser aplicadas.

Por fim, o sistema operacional Linux rodando sobre o processador dá ao sistema grande flexibilidade e agilidade, dispondo de variados métodos de roteamento para interligar a rede interna IPv6 com o mundo externo. É possível desde simplesmente encaminhar a rede interna para um ambiente externo também IPv6, tornando os IPs de cada terminal remoto válidos e de acesso direto pelo servidor, como também compatibilizar de diferentes formas com as atuais redes IPv4, transpondo pacotes de UDP para TCP, fazendo NAT ou criando associações de pares de IP e porta para garantir que os terminais estejam sempre visíveis e disponíveis para o servidor seja qual for sua configuração.

Principais características do concentrador CKM:

  • Processador ARM9 com 454MHz de clock
  • Memória flash de 512MB
  • Memória RAM de 128MB
  • Interface ethernet 10/100Mbps com suporte a DHCP
  • Interface USB OTG em conector USB min-B
  • Frequência de trabalho: 915MHz a 928MHz
  • Antena padrão diferenciada com 7dBi de ganho, aumentando o alcance entre concentrador e terminais
  • Gerenciamento da rede executado por processador, garantindo maior eficiência e flexibilidade para implementação de regras
  • Possibilidade de endereçamento dos pontos de rede por IPv6 individual ou por par porta individual + IPv4 único
  • Implementa VPN – IPsec
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Gerenciador de rede x.KM

O terceiro elemento da solução x.K Wint é o x.KM, a ferramenta básica de gerência de rede, que permite ao operador monitorar a condição de funcionamento dos pontos remotos independente do software supervisório ou scada. A inteligência está embarcada no concentrador, este consegue monitorar todos os parâmetros da rede de RF como um todo e cada ponto individualmente, como nível de sinal, vizinhos visíveis, rotas que os pacotes estão tomando, etc., disponibilizando esses dados em um relatório já modelado para ser visualizado pelo operador. O acesso a essas informações pode ser dado de diferentes formas:

  • Via browser: o próprio concentrador já possui um browser integrado, permitindo que seja acessado à distância via web, por uma porta de serviço específica, apresentando as informações em um navegador. Esse método tem a vantagem de permitir o acesso de qualquer computador conectado à rede do concentrador, bastando ter a senha de acesso, facilitando em situações quando há a necessidade de consultas rápidas, eventualmente até mesmo por um operador em campo.
  • Via aplicação distribuída: é oferecido um software para instalação nos servidores do cliente, um aplicativo robusto e com flexibilidade para customizações, permitindo a alteração de como as informações são apresentadas, tratamento de informações para geração de relatórios customizados, geração de mensagens de alarme, etc., além da gravação em banco de dados para integração com outros sistemas.
  • Via comandos de baixo nível para integração com outros sistemas: em casos especiais em que seja necessário integrar a gerência de rede no software supervisório, a Desh pode fornecer o protocolo de comunicação com o concentrador para que o cliente desenvolva seu próprio driver.
  • Via sniffer de rede: é possível utilizar uma peça do CK09 gravada com um firmware específico que o permite conversar com o concentrador via RF e obter algumas informações da rede. Essa peça é conectada a um computador via porta serial, no qual estaria instalada uma versão simplificada da aplicação distribuída, permitindo, por exemplo, que um operador em campo consiga diagnosticar situações da rede de maneira remota, sem acesso ao concentrador, precisando apenas estar ao alcance de um dos pontos remotos.

A Desh disponibiliza métodos diferentes para se adequar melhor às necessidades diferentes, permitindo que o cliente escolha a melhor forma de acesso, mais prática para análise durante a implantação ou mais sofisticada para posterior gerenciamento da rede durante a operação. Em qualquer método, todos os dados trafegados via IP ou RF são criptografados, garantindo a segurança da solução.

Tabelas de informações de rede ou individual por ponto demonstrando:

  • Identificação de pontos por ID configurável, IPv6 e porta
  • Nível de sinal RSSI
  • Pai atual e possíveis
  • Rota
  • Lista de vizinhos
  • Flags de status de atividade

Funções especiais:

  • Link com Google Mapas para representação dos pontos por coordenada geográfica
  • Alarmes de rota
  • Gráficos de estatísticas de atividade

Conheça mais sobre cada elemento da solução: