Έξυπνο δίκτυο – Έξυπνοι μετρητές με υδρόμετρα τεχνολογίας NB-IoT για παρόχους ύδρευσης

Οι νέας τεχνολογίας “έξυπνοι” υδρομετρητές θα αντικαταστήσουν σταδιακά τους υπάρχοντες μετρητές κατανάλωσης νερού σε όλες τις πόλεις και τους δήμους της χώρας. Οι ελληνικής κατασκευής “έξυπνοι” υδρομετρητές NB-IoT της εταιρίας Fuelics που παρέχουμε, επικοινωνούν με κεντρικά συστήματα, πάνω από τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, κάνοντας δυνατή την πληροφόρηση των παρόχων και των καταναλωτών σε πραγματικό χρόνο, παρέχοντας συνεχή στοιχεία της κατανάλωσης σε οικιακούς καταναλωτές, φορείς και επιχειρήσεις.

Σημαντικό πλεονέκτημα των έξυπνων υδρομέτρων πέρα από την άμεση πληροφόρηση κατανάλωσης, είναι ο γρηγορότερος εντοπισμός διαρροών και βλαβών του δικτύου.

Οι “έξυπνοι” μετρητές, πέρα από τη μείωση του ανθρακικού αποτυπώματος, παράλληλα μειώνουν δραματικά το λειτουργικό κόστος των υπηρεσιών, καθώς μηδενίζεται το κόστος καυσίμων των οχημάτων που χρησιμοποιούνται έως σήμερα για την επιτόπια λήψη μετρήσεων και καταγραφή της κατανάλωσης νερού.

Με τα νέου τύπου υδρόμετρα, η πλατφόρμα μας επεξεργάζεται σε πραγματικό χρόνο τα δεδομένα και με την εφαρμογή σύγχρονων αλγορίθμων, παρέχοντας τη δυνατότητα στους διαχειριστές του δικτύου να προβλέπουν τις ανάγκες για παροχή σύμφωνα με την αναμενόμενη κατανάλωση. Παράλληλα, η πλατφόρμα μας δίνει μία σειρά από εργαλεία για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της κατανάλωσης ανά γεωγραφική ζώνη, στατιστικά καταναλωτών με αυξημένη κατανάλωση, real-time χάρτες με alerts και διαχείριση βλαβών και mobile εφαρμογές για τους τελικούς καταναλωτές, με δυνατότητα παρακολούθησης της κατανάλωσης, των λογαριασμών τους και τη δυνατότητα πληρωμής με κάρτα μέσα από την εφαρμογή.

Ως εταιρία, θέλουμε να προσφέρουμε άμεσα υλοποιήσιμες λύσεις, με σκοπό την παροχή νέων υπηρεσιών προς τους καταναλωτές.

Μοναδικός μας σκοπός είναι η επέκταση των υφιστάμενων μηχανογραφικών συστημάτων και υποδομών και όχι η αντικατάσταση τους.

Σύμφωνα με τα παραπάνω δεδομένα, δεν παρέχουμε και δεν θα παράσχουμε μελλοντικά συστήματα εμπορικής και λογιστικής διαχείρισης των συγκεκριμένων υπηρεσιών. Η πλατφόρμα μας έχει υλοποιήσει και διαθέτει API με δυνατότητα αμφίδρομης επικοινωνίας για σύνδεση με οποιοδήποτε μηχανογραφικό σύστημα εμπορικής-λογιστικής διαχείρισης – ERP, εξασφαλίζοντας την άμεση σύνδεση της πλατφόρμας μας με τις υπάρχουσες εφαρμογές των διαχειριστών ύδρευσης.

Smart City Platform και ακεραιότητα δεδομένων καταγραφής απο αισθητήτες IoT

Στη σημερινή εποχή, ελάχιστα είναι τα πράγματα που βασανίζουν το μυαλό ενός προγραμματιστή. Τα κυριότερα από αυτά είναι :

  • Είναι ασφαλή τα δεδομένα στις εφαρμογές που γράφω;
  • Does it scale?

Στο συγκεκριμένο post θα ασχοληθούμε με το πρώτο θέμα, καθώς εδώ και αρκετό διάστημα, ως εταιρία έχουμε μπεί στη διαδικασία σχεδιασμού και υλοποίησης εφαρμογών “Smart City”. Οι περισσότερες λειτουργίες έχουν να κάνουν με τη μεταφορά δεδομένων απο IoT Sensors πάνω απο δίκτυο κινητής τηλεφωνίας και συγκεκριμένα το πρωτόκολλο Narrowband (NB-IoT).

Στο παρελθόν, η καταγραφή των δεδομένων γινόταν χειροκίνητα, οπότε η ευθύνη για την αξιοπιστία των δεδομένων έπεφτε στο ανθρώπινο δυναμικό που ήταν υπεύθυνο για την καταγραφή και την καταχώριση των δεδομένων.

Πλέον τα δεδομένα έχουν αλλάξει, καθώς αυτή η διαδικασία μπορεί να αυτοματοποιηθεί.

Για παράδειγμα, η καταγραφή κατανάλωσης από υδρόμετρα γίνεται αυτόματα και απομακρυσμένα με τα δεδομένα να καταλήγουν σε μία βάση και τα οποία στη συνέχεια θα περάσουν σε κάποιο διαχειριστικό σύστημα για τιμολόγηση και περαιτέρω επεξεργασία.

Κατά την τεχνική ανάλυση, σταθήκαμε αρκετά στον τρόπο της μεταφοράς και της αποθήκευσης των δεδομένων, καθώς τεχνικά υπάρχουν αρκετοί τρόποι να μεταβάλει κάποιος τις τιμές κατά την μεταφορά τους από τον αισθητήρα στον server ή μετά την καταχώριση στη βάση δεδομένων.

Τι γίνεται, για παράδειγμα, αν κατά τη μεταφορά των δεδομένων υπάρξει παρέμβαση στις μετρήσεις του υδρομέτρου με σκοπό την χαμηλότερη τιμολόγηση του καταναλωτή ή αν ο υπάλληλος κάποιας υπηρεσίας αποφασίσει να τροποποιήσει αυτά τα στοιχεία;

Την λύση εδώ δίνει η τεχνολογία Blockchain. Η τεχνολογία έγινε γνωστή απο τα ψηφιακά νομίσματα όπως το BitCoin. Φυσικά το Blockchain δεν είναι το BitCoin, το οποίο προκύπτει από την εφαρμογή της τεχνολογίας blockchain πάνω στις βασικές αρχές του τραπεζικού συστήματος για αποκεντρωμένες συναλλαγές.

Δεν θα μπούμε σε σύνθετες τεχνικές αναλύσεις σχετικά με το Bitcoin, θα περιγραψουμε απλά τις βασικές αρχές και την εφαρμογή του πάνω στις πλατφόρμες μας.

Τι είναι λοιπόν το Blockchain και πώς εξασφαλίζει την ακαιραιότητα των στοιχείων μας;

Το Blockchain λειτουργεί σε γενικές γραμμές όπως μια αλυσίδα απο εγγραφές δεδομένων, με κάθε κρίκο να γνωρίζει μόνο την προηγούμενη και την επόμενη εγγραφή. Κάθε εγγραφή στηρίζεται στα δεδομένα της και σε δεδομένα άλλων εγγραφών. Συνδυαστικά παράγεται για αυτήν ενα μοναδικό hash το οποίο λειτουργεί ως “δαχτυλικό” αποτύπωμα. Αν τροποποιηθεί οποιαδήποτε πληροφορία, ο αλγόριθμος επαλήθευσης αποτυγχάνει και η εγγραφή βγαίνει άκυρη.

Από τη στιγμή που ένα block προστεθεί στην αλυσίδα, δεν μπορεί να τροποποιηθεί.

Ας δούμε ένα, “φιλικό” στο μάτι, κομμάτι κώδικα στο οποίο προσθέτουμε δύο εγγραφές στο Blockchain μας, με αριθμό εγγραφής, timestamp και φυσικά την καταμέτρηση του αισθητήρα.

Στη συνέχεια ρωτάμε αν η εγγραφή είναι ακέραια και φυσικά παίρνουμε την απάντηση true (αληθές).

Τροποποιούμε τον αριθμό της καταμέτρησης σε μία εγγραφή και ρωτάμε ξανά για την ακεραιότητα της εγγραφής, για να λάβουμε αρνητική απάντηση.

Φυσικά, αυτό το απλό παράδειγμα, περιγράφει ένα υπαρκτό πρόβλημα και τις βασικές αρχές του blockchain που εφαρμόζουμε για την επίλυσή του και δεν περιγράφει την πραγματική εφαρμογή της τεχνολογίας που κάνουμε χρήση στις πλατφόρμες μας, καθώς αυτή περιλαμβάνει σύνθετη κρυπτογράφηση κατά τη μεταφορά και την καταγραφή των δεδομένων από τους αισθητήρες προς τους servers μας.