Разработка мобильного приложения для мониторинга энергопотребления

Разработка мобильного приложения для мониторинга энергопотребления

Счётчик электроэнергии, к которому можно подключиться через Modbus RTU, отдаёт сырые регистры: напряжение, ток, активную и реактивную мощность, накопленную энергию в кВт·ч. Перевести это в понятный дашборд — задача мобильного приложения. Но перед дашбордом стоит задача поважнее: как эти данные вообще добыть и доставить на телефон.

Протоколы счётчиков и шлюзы

Промышленные счётчики (Меркурий 230, АГАТ, Eastron SDM630) говорят Modbus RTU через RS-485. Умные счётчики для частного сектора (Sagemcom, Itron) — DLMS/COSEM, M-Bus, или P1-порт (Dutch Smart Meter). Новые коммерческие счётчики с GPRS/NB-IoT модулем — облачный API производителя.

Для Modbus-счётчиков нужен RS-485 → Ethernet шлюз (Moxa NPort, Anybus X-gateway) или IoT-шлюз с Modbus-агентом. Мобильное приложение всегда работает с бэкендом или MQTT-брокером — не с счётчиком напрямую.

Для P1-порта (Нидерланды, Бельгия) существуют P1-to-MQTT адаптеры — маленькие ESP32/Raspberry Pi устройства, которые парсят DSMR-телеграммы и публикуют в MQTT.

Работа с данными: агрегация и хранение

Счётчик отдаёт моментальные значения. Приложению нужны тренды за час, сутки, месяц — это требует агрегации с сохранением. На бэкенде — InfluxDB или TimescaleDB (PostgreSQL extension). TimescaleDB подходит для небольших инсталляций: SQL-запросы, time_bucket функция:

SELECT
  time_bucket('1 hour', time) AS hour,
  device_id,
  MAX(active_energy_kwh) - MIN(active_energy_kwh) AS consumption_kwh,
  AVG(active_power_w) AS avg_power_w
FROM energy_readings
WHERE device_id = $1
  AND time BETWEEN $2 AND $3
GROUP BY 1, 2
ORDER BY 1;

Разница между MAX и MIN накопленной энергии за период — потребление за этот период. Простая и надёжная формула, не требующая дельт.

Мобильное приложение: дашборд реального времени

На Flutter с BLoC:

class EnergyDashboardBloc extends Bloc<EnergyEvent, EnergyDashboardState> {
  final EnergyRepository _repo;
  StreamSubscription? _realtimeSub;

  EnergyDashboardBloc(this._repo) : super(EnergyDashboardInitial()) {
    on<LoadDashboard>((event, emit) async {
      emit(EnergyDashboardLoading());
      try {
        final current = await _repo.getCurrentReadings(event.meterId);
        final todayChart = await _repo.getHourlyConsumption(
          event.meterId,
          DateTime.now().subtract(const Duration(hours: 24)),
          DateTime.now(),
        );
        emit(EnergyDashboardLoaded(current: current, hourlyChart: todayChart));
        _startRealtimeUpdates(event.meterId);
      } catch (e) {
        emit(EnergyDashboardError(message: e.toString()));
      }
    });

    on<RealtimeUpdated>((event, emit) {
      if (state is EnergyDashboardLoaded) {
        emit((state as EnergyDashboardLoaded).copyWith(current: event.reading));
      }
    });
  }

  void _startRealtimeUpdates(String meterId) {
    _realtimeSub = _repo.realtimeStream(meterId)
        .listen((reading) => add(RealtimeUpdated(reading)));
  }
}

Карточки дашборда: активная мощность (кВт), напряжение по фазам (для трёхфазных счётчиков — три значения), cosφ (коэффициент мощности), потребление за текущий день, потребление за месяц vs прошлый месяц.

График потребления

fl_chart с BarChart для почасового потребления — стандарт в энергетических приложениях. Цветовая кодировка по тарифным зонам (ночной тариф — синий, дневной — оранжевый):

BarChartGroupData buildHourBarGroup(int hour, double consumption) {
  final isNightTariff = hour < 7 || hour >= 23;
  return BarChartGroupData(
    x: hour,
    barRods: [
      BarChartRodData(
        toY: consumption,
        color: isNightTariff ? Colors.blue.shade300 : Colors.orange.shade400,
        width: 12,
        borderRadius: const BorderRadius.vertical(top: Radius.circular(4)),
      ),
    ],
  );
}

Алерты по порогам

Мониторинг превышения договорной мощности — одна из ключевых функций для коммерческих объектов. Превышение максимальной мощности ведёт к штрафам от энергосбыта. Логика на бэкенде проверяет скользящий 15-минутный максимум, мобильное приложение получает алерт через FCM/APNs.

Для Andriod push-уведомление с PRIORITY_HIGH через FCM Data Message (не Notification Message) — доставляется даже в Doze mode. FCM Data Message обрабатывается в FirebaseMessagingService.onMessageReceived() и отображается как локальное уведомление с кастомным звуком.

Многообъектный мониторинг

Для управляющих компаний, которые следят за 50-100 объектами — список объектов с цветовой индикацией статуса (норма/превышение/нет данных), сортировка по потреблению. Ленивая загрузка через ListView.builder с пагинацией по 20 объектов.

Разработка приложения для мониторинга одного счётчика с дашбордом и историческими данными: 3-4 недели. Многообъектный мониторинг с управлением нагрузкой и алертами: 2-3 месяца. Стоимость рассчитывается после анализа оборудования и требований.