Enerģijas skaitītājs Node-RED: MQTT, Modbus TCP un lokālā API

Enerģijas skaitītāja integrācija ar Node-RED

Enerģijas skaitītājam, kas paredzēts Node-RED, jādara vairāk nekā tikai jāattēlo elektroenerģijas dati ražotāja lietotnē. Tam jānodrošina atvērta saskarne, ko Node-RED var nolasīt lokāli, pārveidot un izmantot informācijas paneļos, datubāzēs, brīdinājumos un automatizācijas plūsmās.

IAMMETER Wi-Fi enerģijas skaitītāji atbalsta vairākus Node-RED integrācijas ceļus:

• gatavu IAMMETER mezglu ātrai lokālai vai mākoņa piekļuvei;
• MQTT notikumu vadītām datu plūsmām;
• Modbus TCP standarta lokālai reģistru nolasīšanai;
• lokālu HTTP API vienkāršiem LAN pieprasījumiem.

Šīs iespējas aptver vienfāzes mājsaimniecības enerģijas uzraudzību, mājas saules enerģijas uzraudzību un trīsfāžu komerciālus vai industriālus projektus.

Single-phase or three-phase energy meter
                    │
       ┌────────────┼────────────┐
       │            │            │
     MQTT       Modbus TCP    Local API
       │            │            │
       └────────────┼────────────┘
                    ▼
                 Node-RED
                    │
       ┌────────────┼────────────┐
       ▼            ▼            ▼
   Dashboard     Database    Automation

1. Kas padara enerģijas skaitītāju piemērotu Node-RED?

Izvēloties enerģijas skaitītāju Node-RED, pārbaudiet, vai tas nodrošina:

• lokālu piekļuvi bez nepieciešamības katram pieprasījumam iet caur mākoņa pakalpojumu;
• MQTT, Modbus TCP vai dokumentētu lokālo API;
• divvirzienu jaudas un enerģijas vērtības tīkla importam un eksportam;
• atsevišķus mērījumus katrai fāzei vai kanālam;
• stabilus datu laukus, ko var izmantot atkārtoti lietojamās Node-RED plūsmās;
• atbilstošu mērījumu struktūru elektriskajai sistēmai.

Visus pašreizējos IAMMETER enerģijas skaitītājus var integrēt ar Node-RED. Galvenā produkta izvēle ir atkarīga no tā, vai projekts ir dzīvojamais vai komerciālais/industriālais, un no tā, cik fāžu vai mērījumu kanālu ir nepieciešams.

2. Izvēlieties enerģijas skaitītāju Node-RED

2.1 Mājsaimniecības enerģijas uzraudzība

Modelis	Piemērotākais	Mērījumu struktūra	Tipiska Node-RED izmantošana
WEM3080	Vienfāzes mājsaimniecības elektroenerģija	Viens kanāls	Visa mājsaimniecības patēriņš, jaudas brīdinājumi un ierīču grafiki
WEM2067	Vienfāzes mājas saules enerģija vai dalītās fāzes dzīvojamā uzraudzība	Divi kanāli	Mēra tīkla apmaiņu un saules invertora izvadi ar vienu skaitītāju
WEM3050T	Trīsfāžu mājsaimniecības vai projekti, kam nepieciešami trīs mērījumu kanāli	Trīs kanāli	Uzraudzība pa fāzēm, mājas saules enerģija un elastīgas daudzkanālu plūsmas

Vienfāzes mājas saules enerģijas sistēmai WEM2067 var mērīt gan saules invertora izvadi, gan tīkla importu/eksportu. Node-RED pēc tam var izmantot šīs vērtības informācijas paneļos, saules enerģijas pārpalikuma automatizācijā un slodzes vadībā.

2.2 Komerciālā un industriālā enerģijas uzraudzība

Modelis	Piemērotākais	Mērījumu struktūra	Tipiska Node-RED izmantošana
WEM3080T	Standarta trīsfāžu jaudas uzraudzība	Trīs fāzes	Uzraudzība pa fāzēm, pieprasījuma brīdinājumi, reģistrēšana un vadības loģika
WEM3046T / WEM3046TE	Sistēmas ar lielāku strāvu, izmantojot ārējos strāvas transformatorus	Trīs 5 A CT ieejas	Sadales paneļi, komercēkas un industriālā uzraudzība

WEM3046T un WEM3046TE mēra ārējo CT 5 A sekundāro izvadi. Interpretējot primārās sistēmas vērtības, izmantojiet konfigurēto CT koeficientu. Tā ir skaitītāja un CT uzstādījuma īpašība, nevis Node-RED ierobežojums.

3. Izvēlieties Node-RED integrācijas metodi

Metode	Datu virziens	Nepieciešams internets	Piemērotākā	Galvenais apsvērums
IAMMETER mezgls / lokālā API	Node-RED pieprasa datus no skaitītāja	Nē, lokālai piekļuvei	Ātra iestatīšana un pielāgotas HTTP plūsmas	Node-RED jāsasniedz skaitītājs LAN tīklā
MQTT	Skaitītājs publicē brokerim	Nē, ja tiek izmantots lokālais brokeris	Atdalītas plūsmas un vairāki abonenti	Konfigurējiet brokeri skaitītāja WebUI
Modbus TCP	Node-RED nolasa skaitītāja reģistrus	Nē	Standarta lokālā un industriālā integrācija	Pareizi atšifrējiet reģistrus un mērogošanu

Izvēlieties MQTT, ja brokerim jāizplata mērījumi Node-RED un citām lietojumprogrammām. Izvēlieties Modbus TCP, ja projekts jau izmanto industriālo reģistru nolasīšanu. Izvēlieties lokālo API vai IAMMETER mezglu, ja vēlaties īsāko ceļu no skaitītāja līdz Node-RED plūsmai.

Plašākam lokālo integrācijas iespēju salīdzinājumam skatiet Lokālā API, Modbus TCP, MQTT un HTTPS.

4. Ātrs sākums ar IAMMETER mezglu

IAMMETER nodrošina atvērtā pirmkoda paketi node-red-contrib-iammeter. Tā atbalsta lokālu reālā laika piekļuvi IAMMETER enerģijas skaitītājam un mākoņa reālā laika piekļuvi, izmantojot IAMMETER-Cloud kontu.

4.1 Instalējiet mezglu

Node-RED:

1. Atveriet Manage palette.
2. Izvēlieties Install.
3. Meklējiet node-red-contrib-iammeter.
4. Instalējiet paketi un pievienojiet IAMMETER mezglu plūsmai.

Pirmkods ir pieejams IAMMETER Node-RED GitHub repozitorijā.

4.2 Nolasiet skaitītāju lokāli

Izmantojiet lokālo reālā laika mezglu un ievadiet skaitītāja LAN IP adresi. Vispirms pievienojiet tā izvadi Debug mezglam, lai pirms aprēķinu vai informācijas paneļu veidošanas varētu apskatīt atgriezto datu struktūru.

Vienfāzes skaitītājs atgriež vienu mērījumu kopu. Divkanālu vai trīsfāžu skaitītājs atgriež datus katram kanālam vai fāzei. Veidojiet plūsmu, balstoties uz faktisko masīva garumu, nevis pieņemot, ka katram skaitītājam ir vienāds sensoru skaits.

5. Savienojiet MQTT enerģijas skaitītāju ar Node-RED

MQTT noder, ja enerģijas skaitītājam jāpublicē dati brokerim un vienai vai vairākām lietojumprogrammām ir jāabonē tie.

Skaitītāja pusē

Izmantojiet skaitītāja pašreizējo WebUI, lai konfigurētu:

• brokera resursdatora nosaukumu vai IP adresi;
• brokera portu;
• lietotājvārdu un paroli, ja nepieciešams;
• MQTT tēmu un augšupielādes iestatījumus.

Home Assistant MQTT Discovery ir nepieciešams tikai tad, ja Home Assistant automātiski jāatklāj skaitītājs. Parastai Node-RED MQTT plūsmai tas nav vajadzīgs.

Node-RED pusē

1. Pievienojiet MQTT in mezglu.
2. Konfigurējiet to pašu brokeri, ko izmanto skaitītājs.
3. Abonējiet skaitītāja tēmu.
4. Pievienojiet JSON mezglu, ja datu apjoms ir jāparsē.
5. Novirziet vērtības uz informācijas paneli, datubāzi vai automatizācijas plūsmu.

Par pašreizējo skaitītāja puses iestatīšanu skatiet IAMMETER konfigurēšana MQTT brokerim.

6. Savienojiet Modbus TCP enerģijas skaitītāju ar Node-RED

Modbus TCP labi der trīsfāžu enerģijas uzraudzībai, komerciāliem projektiem un sistēmām, kas jau izmanto Modbus ierīces.

Tipiska Node-RED plūsma izmanto Modbus klienta mezglu, lai nolasītu skaitītāju vietējā tīklā. IAMMETER skaitītājiem sāciet ar:

• protokols: Modbus TCP;
• TCP ports: 502;
• ierīces/mezgla ID: 1;
• funkcija: nolasīt turēšanas reģistrus (03).

Reģistru adresēm, datu tipiem un mērogošanai izmantojiet oficiālo Modbus TCP reģistru un testēšanas ceļvedi. Vispirms pārbaudiet vienu nelielu reģistru diapazonu, salīdziniet atšifrēto rezultātu ar skaitītāju un tikai pēc tam paplašiniet plūsmu.

Praktiski piemēri:

• Pieprasīt IAMMETER enerģijas skaitītāju, izmantojot Modbus TCP Node-RED
• Nolasīt skaitītāju un vadīt releju Node-RED

7. Izmantojiet lokālo HTTP API Node-RED plūsmā

Vienkāršai LAN integrācijai HTTP Request mezgls var pieprasīt skaitītāja lokālo API tieši. Tas noder, ja vēlaties pilnīgu kontroli pār nolasīšanu un parsēšanu, neinstalējot ierīcei specifisku Node-RED paketi.

Pirms pilnīgas plūsmas izveides:

1. pārliecinieties, ka Node-RED var sasniegt skaitītāja IP adresi;
2. pārbaudiet izvēlēto galapunktu IAMMETER Local API Explorer rīkā;
3. apskatiet atbildi no faktiskā skaitītāja modeļa;
4. iestatiet automatizācijai atbilstošu nolasīšanas intervālu, nevis veidojiet liekus pieprasījumus;
5. nodrošiniet taimautu apstrādi, lai īslaicīgs Wi-Fi pārtraukums neapturētu plūsmu.

API Explorer ir jāatver no ierīces, kas var piekļūt skaitītājam tajā pašā LAN tīklā.

8. Node-RED pieejamie dati

Atkarībā no skaitītāja modeļa un saskarnes Node-RED plūsma var strādāt ar tādām vērtībām kā:

• spriegums;
• strāva;
• aktīvā jauda;
• reaktīvā jauda;
• jaudas koeficients;
• frekvence;
• importētā enerģija;
• eksportētā enerģija;
• atsevišķu fāžu vai kanālu mērījumi.

Turiet neapstrādātus skaitītāja datus atsevišķi no aprēķinātajiem laukiem. Piemēram, mājas saules enerģijas plūsma var aprēķināt mājsaimniecības slodzi no tīkla apmaiņas un invertora izvades, kamēr sākotnējie mērījumi paliek pieejami problēmu novēršanai.

9. Node-RED enerģijas uzraudzības lietošanas gadījumi

Mājsaimniecības elektroenerģijas uzraudzība

• attēlot pašreizējo mājsaimniecības pieprasījumu;
• saglabāt stundas un dienas patēriņu;
• paziņot, kad jauda pārsniedz slieksni;
• mainīt ierīču grafikus, izmantojot reālus mērījumus.

Saules enerģijas uzraudzība un pārpalikuma automatizācija

• mērīt saules enerģijas ražošanu un tīkla importu/eksportu;
• noteikt, kad saules enerģija tiek eksportēta;
• ieslēgt/izslēgt neobligātās slodzes, kad pārpalikums pārsniedz drošu slieksni;
• nosūtīt mērījumus uz InfluxDB, SQL vai Grafana.

Pirms lēmuma par to, kur uzstādīt katru CT vai skaitītāja kanālu, skatiet mājas saules enerģijas shēmas.

Piemēri:

• Uzraudzīt saules PV sistēmu Node-RED
• Sildīt ūdeni, izmantojot saules enerģijas pārpalikumu Node-RED

Trīsfāžu komerciālā uzraudzība

• salīdzināt strāvu un jaudu starp fāzēm;
• noteikt fāžu nelīdzsvarotību vai neparastu pieprasījumu;
• reģistrēt enerģiju pa paneļiem vai slodzēm;
• aktivizēt brīdinājumus vai turpmāko vadības loģiku;
• integrēt rādījumus ar lokālu EMS, BMS vai atskaišu datubāzi.

10. Enerģijas datu glabāšana un vizualizācija

Node-RED galvenokārt ir plūsmu un automatizācijas rīks. Ilgtermiņa analīzei nosūtiet normalizētus mērījumus uz datubāzi vai informācijas paneļa sistēmu.

Izplatīta arhitektūra ir:

Energy meter → Node-RED → InfluxDB / SQL → Grafana
                         └→ alerts and control

Izmantojiet konsekventus lauku nosaukumus, mērvienības un laikspiedolus. Trīsfāžu skaitītājam saglabājiet gan vērtības pa fāzēm, gan jebkādas plūsmas aprēķinātās kopsummas.

11. Uzticamības kontrolsaraksts

• Piešķiriet skaitītājam stabilu LAN adresi vai DHCP rezervāciju.
• Pārbaudiet zīmju konvenciju divvirzienu aktīvajai jaudai.
• Nepieņemiet, ka vienfāzes un trīsfāžu datu apjomiem ir vienāds garums.
• Pareizi pielietojiet ārējo CT koeficientu WEM3046T/WEM3046TE instalācijām.
• Pievienojiet taimauta, atkārtotas savienošanas un nederīgu datu apstrādi.
• Izvairieties no augstfrekvences atkārtotas nolasīšanas no vairākiem klientiem.
• Pirms reālas slodzes vadīšanas testējiet automatizāciju ar drošiem sliekšņiem un aizkavēm.
• Nodrošiniet, ka elektriskā instalācija un CT orientācija atbilst shēmai.

12. Node-RED vai Home Assistant?

Izvēlieties Node-RED, ja projektam nepieciešama elastīga datu transformācija, maršrutēšana, pielāgota vadības loģika vai integrācija ar datubāzēm un industriālajiem protokoliem.

Izvēlieties Home Assistant, ja prioritāte ir gatavas entītijas, mājsaimniecības informācijas paneļi un viedās mājas ierīču pārvaldība. Abas platformas var izmantot arī kopā: Home Assistant var nodrošināt lietotāja saskarni, kamēr Node-RED apstrādā sarežģītāku automatizāciju.

• Enerģijas uzraudzība ar Home Assistant
• Salīdzināt atvērtā pirmkoda enerģijas uzraudzības platformas
• Izveidot enerģijas uzraudzības sistēmu ap IAMMETER

13. Nākamie soļi

1. Izvēlieties mājas vai komerciālu enerģijas skaitītāju.
2. Izvēlieties MQTT, Modbus TCP vai lokālo API atbilstoši sistēmas arhitektūrai.
3. Pārbaudiet pirmo mērījumu Debug mezglā.
4. Normalizējiet vērtības un mērvienības pirms aprēķinu pievienošanas.
5. Pievienojiet krātuvi, vizualizāciju un automatizāciju tikai pēc tam, kad ievades dati ir pārbaudīti.

Pēdējo reizi atjaunināts: 2026. gada 17. jūlijs.