Η μονάδα αυτή είναι μια ηλεκτρονική μονάδα επεξεργασίας δεδομένων, η οποία διαθέτει μικροεπεξεργαστή και μνήμη και είναι σε θέση να πραγματοποιεί διαδικασίες καταγραφής, ελέγχου και μετάδοσης των δεδομένων ταυτοχρόνως. Η διαδικασία αυτή δύναται να πραγματοποιείται είτε αυτομάτως, είτε κατόπιν αιτήματος του κεντρικού υπολογιστή του Συστήματος.

Η άρτια μετάδοση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων καθώς και των δεδομένων της κατάστασης λειτουργίας των αισθητήρων από την μονάδα στον κεντρικό υπολογιστή, διασφαλίζεται χάρη στην ενσωμάτωση μηχανισμού ελέγχου των σφαλμάτων επικοινωνίας (CRC), και η μεταβίβαση επαναλαμβάνεται εάν χρειαστεί, έως ότου ολοκληρωθεί με επιτυχία.

 

Στην μνήμη της μονάδας μπορούν να αποθηκεύονται δεδομένα μετρήσεων και κατάστασης του υπολογιστή, τουλάχιστον έως και 30.000 μετρήσεων ανά κανάλι. Η συσκευή έχει την ικανότητα να καταγράφει τις μετρήσεις του κάθε αισθητήρα (ρυθμός δειγματοληψίας) ανά κανάλι ανά διάστημα από 0.1 δευτερόλεπτα έως  1440 λεπτά (1 μέρα). Το κάθε κανάλι έχει την δυνατότητα αυτόνομης επιλογής του ρυθμού καταγραφής μετρήσεων.  Τέτοια στοιχεία διαγράφονται κατόπιν επιβεβαίωσης από τον κεντρικό υπολογιστή.

 

Για την κάλυψη των αναγκών του κάθε Σταθμού Αισθητήρων χρησιμοποιούνται τόσες μονάδες όσες απαιτούνται για την «ανάγνωση» του συνόλου των αισθητήρων παράλληλα. Η κάθε μονάδα έχει δυνατότητα υποστήριξης μέσω επέκτασης μέχρι και 300 αισθητήρων ανάλογα με τις εκάστοτε ανάγκες. Δηλαδή μπορεί να συνδεθεί σε σχέση master /slave και με άλλους αντίστοιχους καταγραφείς δεδομένων και με απομακρυσμένους ελεγκτές μεμονωμένων αισθητήρων για την ομαδοποίηση της συλλογής και επικοινωνίας των δεδομένων. Ο καταγραφέας δεδομένων είναι τέτοιος που επιτρέπει τη σύνδεση σχεδόν με οποιοδήποτε είδος αισθητήρα, είτε απλού αναλογικού, είτε «έξυπνου» ψηφιακού.

Επιπλέον, δύναται να τεθεί είτε σε online, είτε σε offline λειτουργία, δηλαδή έχει τη δυνατότητα υποβολής ερωτημάτων στους αισθητήρες (polling) είτε σε πραγματικό χρόνο με συχνότητα ακόμα και 0.1sec όπως προαναφέρθηκε, είτε κυκλικά, με δυνατότητα επιλογής των αισθητήρων που ενδιαφέρουν το χειριστή του Κέντρου Ελέγχου κάθε φορά.

 

Η μονάδα είναι σε θέση να εκτελέσει αυτό-έλεγχο και να αναφέρει στον υπολογιστή του Συστήματος την τρέχουσα κατάσταση λειτουργίας του ίδιου, καθώς και των αισθητήρων. Διαθέτει μονάδα αυτό-επιτήρησης (watchdog), με δυνατότητα επαναρύθμισης του μικροεπεξεργαστή και της μονάδας επικοινωνίας. Ο προγραμματισμός γίνεται απομακρυσμένα από τον κεντρικό υπολογιστή, ή ακόμα και τοπικά από φορητό υπολογιστή PC, αρκεί να διαθέτει το κατάλληλο λογισμικό. Για το λόγο αυτό ο καταγραφέας είναι εξοπλισμένος με σειριακή θύρα επικοινωνίας RS-232 για χρήση με τον υπολογιστή συντήρησης και μια τυποποιημένη θύρα επικοινωνίας για επικοινωνία με τον κεντρικό υπολογιστή του συστήματος, είτε σειριακή είτε Ethernet/IP.

 

Όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας, η μονάδα έχει μικρή κατανάλωση για να μην επιβαρύνει το σύνολο της κατανάλωσης του Σταθμού. Ενδεικτικές τιμές κατανάλωσης είναι λιγότερο από (standby mode). Τέλος, η μονάδα απαιτεί μικρή συντήρηση και έχει υψηλό MTBF (Mean Time Before Failure), δεδομένου ότι είναι εγκατεστημένη σε απομακρυσμένα σημεία.
Η μονάδα συλλογής δεδομένων τοποθετήθηκε μέσα στο ειδικό κυτίο στέγασης.

 

Το GSM/GPRS Modem είναι εγκατεστημένο σε ειδικό κυτίο το οποίο παρουσιάζεται στην συνέχεια. Το μόντεμ διασυνδέεται με την μονάδα / μονάδες συλλογής δεδομένων μέσω απλής σειριακής θύρας (RS-232) και με την ΙΡ κάμερα μέσω 10/100 Base-T Ethernet θύρας.
Κάθε μόντεμ στους σταθμούς αισθητήρων διασυνδέεται μέσω GPRS με το Κέντρο Ελέγχου μέσω ενός Gateway. Ο τρόπος διασύνδεσης και μεταφοράς δεδομένων παρουσιάζεται στην συνέχεια.

Κυτίο Στέγασης Εξοπλισμού

Το κυτίο στέγασης εξοπλισμού είναι στεγανοποιημένο κιβώτιο εξωτερικού χώρου με δυνατότητα στήριξης σε ιστό και ικανό να στεγάσει την / τις μονάδα /μονάδες Συλλογής Δεδομένων, το GSM / GPRS Modem και όλο τον απαραίτητο λοιπό εξοπλισμό και καλωδιώσεις, συνδετήρες και αντάπτορες. Το κυτίο έχει IP65 προδιαγραφές και διαστάσεις μεγαλύτερες από 60 cm x 40 cm x 40 cm, ώστε να είναι εύκολη οι διευθέτηση στο εσωτερικό του όλων των μονάδων που δεν διαθέτουν προδιαγραφές ΙΡ65 (Αισθητήρας Θερμοκρασίας /Σχετικής Υγρασίας, Ατμοσφαιρικής Πίεσης, Μονάδες Ανάγνωσης, Μόντεμ, καλωδιώσεις, κλπ.)

Μονάδες Παροχής Ηλεκτρικής Ενέργειας των Σταθμών Αισθητήρων

Στις προτεινόμενες θέσεις εγκατάστασης των σταθμών αισθητήρων, τρεις από τους τέσσερις έχουν πρόσβαση στο δίκτυο ηλεκτροδότησης. Ο τέταρτος σταθμός δυστυχώς δεν διαθέτει πρόσβασης στο ηλεκτρικό δίκτυο λόγω του ιδιαίτερου σημείου εγκατάστασης του. Στις τρεις πρώτες περιπτώσεις θα χρησιμοποιηθούν φωτοβολταϊκοί συλλέκτες σε συνδυασμό με ηλεκτρική ενέργεια από το σταθερό δίκτυο προκειμένου να καλυφθούν οι μέρες που δεν υπάρχει ηλιοφάνεια ενώ στην τελευταία περίπτωση θα χρησιμοποιηθούν μόνο εναλλακτικές πηγές ενέργειας.
Συγκεκριμένα, δεδομένου ότι το τελευταίο σημείο (ράχη Καλαμακίου) βρίσκεται μεγάλο μέρος της διάρκεια της ημέρας σε σκιά και ότι το χειμώνα οι ώρες τις ημέρας είναι μικρότερες ενώ οι ανάγκες λειτουργίας και κατανάλωσης αυξημένες λόγω των θερμαινόμενων αισθητήρων χρησιμοποιείται ένας συνδυασμός ηλιακής ενέργειας και ενεργειακών κυψελών.
Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται φωτοβολταϊκά συστήματα, τα οποία περιγράφηκαν σε σχετική παράγραφο, για την παροχή ενέργειας 150-170W και αντίστοιχες ενεργειακές κυψέλες, οι οποίες συνεπικουρούν την ηλεκτροδότηση των σταθμών ιδίως σε περιόδους χαμηλής ηλιοφάνειας και όταν το απόθεμα των μπαταριών των φωτοβολταϊκών συστημάτων πέσει κάτω από συγκεκριμένο ποσοστό ασφαλείας. Το σύστημα έχει την δυνατότητα παροχής τάσεων εξόδου τόσο 12V όσο και 24V.

 

Στην συνέχεια περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά των μονάδων:

Υβριδικό Σύστημα Φωτοβολταϊκών Στοιχείων και Κυψέλης Καυσίμων

Το σύστημα αποτελείται από φωτοβολταϊκά στοιχεία και κυψέλες καυσίμου. Τα φωτοβολταϊκά λειτουργούν διαρκώς και καλύπτουν τις ανάγκες του σταθμού αισθητήρων (αισθητήρες, ΙΡ κάμερες και μόντεμ). Συνεργάζονται με την κυψέλη καυσίμου για κάλυψη ενεργειακών αναγκών όταν η στάθμη έχει πέσει.

Υβριδικό Σύστημα Φωτοβολταϊκών Στοιχείων με δυνατότητα διασύνδεσης με το δίκτυο ηλεκτροδότησης

Το σύστημα αποτελείται από φωτοβολταϊκά στοιχεία με δυνατότητα σύνδεσης στο δίκτυο της ΔΕΗ. Τα φωτοβολταϊκά λειτουργούν διαρκώς και καλύπτουν τις ανάγκες του σταθμού αισθητήρων (αισθητήρες, ΙΡ κάμερες και μόντεμ). Υπάρχει η δυνατότητα αυτόματης διασύνδεσης με το δίκτυο της ΔΕΗ σε περιπτώσεις χαμηλής ή καθόλου ηλιοφάνειας.

Ιστός Στήριξης

Ο ιστός στήριξης είναι μια κατάλληλη μεταλλική κατασκευή, ύψους 6 μέτρων, με ειδική βάση στήριξης στο έδαφος, η οποία έχει αντοχή σε 130 χλμ./ώρα άνεμο με δεδομένο φορτίο τους αισθητήρες, την μονάδα συλλογής δεδομένων, το GSM Modem και το κυτίο φιλοξενίας τους. Για καλύτερη στήριξη του ιστού έχουν χρησιμοποιηθεί ειδικές αντηρίδες.

Τρόπος Τοποθέτησης σε Ιστό

Η τοποθέτηση των επιλεγμένων αισθητήρων ακολουθεί ορισμένους κανόνες ώστε αυτοί να είναι σε θέση να λειτουργούν με τον βέλτιστο τρόπο χωρίς να επηρεάζονται και να μην –αντίστοιχα- επηρεάζουν με τη σειρά τους γειτονικούς αισθητήρες.
Επιγραμματικά, ακολουθήθηκαν οι παρακάτω οδηγίες για την τοποθέτηση των αισθητήρων ανά είδος στον πύργο στήριξης:

 

Η διαμόρφωση των Σταθμών Συλλογής Δεδομένων απεικονίζεται στο ακόλουθο σχήμα, το οποίο παρουσιάζει ένα σταθμό αποτελούμενο από τους προαναφερόμενους αισθητήρες, μια μονάδα συλλογής των δεδομένων, μόντεμ και μονάδα ηλεκτρικής παροχής τοποθετημένων σε ιστό κατάλληλου ύψους.

 

 

Εικόνα 3 Σταθμός ESS και αισθητήρες