الاتصال · لاسلكي

LoRa لعدادات المياه والطاقة الحرارية

حيث لا تتوفر كابلات أو تكون العدادات موزعة على مسافات متباعدة، يرسل عدادا H2O و DELTA III قيمهما لاسلكياً. نوضح هنا ما تحتاجون إليه وأين تكمن الحدود.

آلية العمل

من العداد عبر البوابة إلى التطبيق

M-Bus‫سلكي‬RS-485 · Modbus RTU‫سلكي‬LoRa‫لاسلكي، 868 MHz‬EMU M-Center‫وحدة M-Bus الرئيسية‬Helvatron H2O‫عنوان ثانوي 2401 0001‬DELTA III‫عنوان ثانوي 2401 0002‬Helvatron H2O‫عنوان ثانوي 2401 0003‬‫نحو 40 V · سلكان‬‫الاختيار بالعنوان الثانوي‬‫الرد بتعديل التيار‬‫وحدة Modbus الرئيسية‬‫بوابة أو وحدة تحكم‬Helvatron H2O‫العنوان 1‬DELTA III‫العنوان 2‬Helvatron H2O‫العنوان 3‬120 Ω120 Ω‫A/B زوج مجدول + GND‬‫طلب: العنوان 2 · FC 03‬‫الرد مع CRC-16‬‫التطبيق‬‫مثل Joulio-Web أو نظام التحكم‬‫خادم الشبكة‬‫بوابة‬‫بوابة‬Helvatron H2OLoRaDELTA IIILoRa‫وصلة صاعدة 868 MHz‬‫الانضمام عبر OTAA‬‫يعتمد المدى على المبنى والموقع‬
  1. M-Bus: كابل واحد وعدادات كثيرةتغذي الوحدة الرئيسية الخط ثنائي الأسلاك بجهد يبلغ نحو 40 V. وتُوصَل جميع العدادات على التوازي، ولا تهم القطبية.
  2. M-Bus: القراءةتختار الوحدة الرئيسية عدادًا عبر عنوانه الثانوي. ولا يرد إلا ذلك العداد، وذلك بتعديل التيار الذي يستهلكه.
  3. RS-485: خط مع مقاومات إنهاءيمتد زوج أسلاك مجدول A/B كخط من جهاز إلى جهاز، مع مقاومة 120 Ω عند الطرفين. وRS-485 هي الواجهة الفيزيائية.
  4. Modbus RTU: طلب وردطبقة البروتوكول: تستعلم الوحدة الرئيسية عن عنوان تابع (من 1 إلى 247) برمز وظيفة، ويرد العداد مع مجموع اختباري CRC-16.
  5. LoRa: إرسال لاسلكي إلى البوابةيرسل العداد رسائل صاعدة قصيرة على 868 MHz. وتستقبلها كل بوابة ضمن المدى، دون الحاجة إلى كابل حتى نقطة القياس.
  6. LoRa: الخادم والتطبيقتمرّر البوابات البيانات إلى خادم الشبكة، الذي يمرّرها بدوره إلى التطبيق. ويحدّ المدى وفاصل الإرسال من حجم البيانات ومدى حداثتها.
رسم مبسط. المعرّفات والعناوين أمثلة.

كيف تعمل LoRa

LoRa هي تقنية الاتصال اللاسلكي: أسلوب تعديل (modulation) يتيح الإرسال لمسافات طويلة باستهلاك منخفض للطاقة. وفي أوروبا تستخدم نطاق 868 MHz المعفى من الترخيص.

ويُسمّى بروتوكول الشبكة المبني عليها LoRaWAN، وهو يحدد كيفية انضمام الأجهزة إلى الشبكة، وكيفية تشفير البيانات، وكيفية عمل البوابات والخوادم معاً. وتنضم عدادات Helvatron إلى الشبكة عبر OTAA (over-the-air activation)؛ إذ تُشتق مفاتيح جلسة جديدة عند كل انضمام، ولا تُخزَّن بشكل دائم في الجهاز.

مكونات شبكة LoRa

الجهاز الطرفي
H2O أو DELTA III مع واجهة LoRa، يرسل رسائل uplink قصيرة
البوابة (gateway)
تستقبل الإرسالات من جميع الأجهزة الواقعة ضمن نطاقها، وتمرّر الحزم عبر الإنترنت
خادم الشبكة
يتحقق من الحزم ويفك تشفيرها، ويزيل الحزم المكررة عندما تستقبل عدة بوابات الحزمة نفسها
التطبيق
يفك ترميز الحمولة (payload) ويتيحها، مثلاً في Joulio-Web أو في نظام التحكم

حدود الإرسال اللاسلكي

  • يعتمد مدى الإرسال بدرجة كبيرة على المبنى وغرفة التفتيش وموقع البوابة. وغالباً ما تحتاج العدادات الموجودة في الأقبية وغرف التفتيش إلى بوابة قريبة.
  • تسري قيود دورة التشغيل (duty cycle) في نطاق 868 MHz. وتناسب LoRa قراءات العدادات والقيم الدورية، ولا تناسب القيم اللحظية ثانيةً بثانية.
  • كل إرسال يستهلك من البطارية. وبالنسبة إلى DELTA III، يبلغ عمر البطارية 10 + 1 سنوات عند الإرسال اليومي، و 11 + 1 سنة عند الإرسال كل يومين.
  • تحققوا من جودة الاستقبال في موقع التركيب قبل تركيب العداد.

H2O مع LoRa

من DN15 إلى DN100، واللاحقة ABL، بتردد 868 MHz.

أرقام قطع H2O

DELTA III مع LoRa

من DN15 إلى DN100، واللاحقة ABL. ومع M-Bus بالرمز ABML.

أرقام قطع DELTA III

البديل: NB-IoT

في المواقع المنفردة التي لا تتوفر فيها شبكة LoRa، يمكن للعدادين أيضاً الإرسال عبر NB-IoT من خلال شبكة الهاتف المحمول.

شرح NB-IoT

أسئلة حول LoRa

هل تحتاجون إلى شبكة LoRa خاصة بكم؟

ليس بالضرورة. تعمل العدادات مع بوابات وخادم شبكة خاصين بكم، أو مع شبكة عامة أو خاصة قائمة. والعامل الحاسم هو تغطية البوابات في موقع التركيب.

كيف تصل البيانات إلى Joulio-Web؟

يستقبل التطبيق الحزم من خادم الشبكة ويفك ترميزها. ويوفّر Joulio-Web ترخيصاً مخصصاً لعدادات EMU و Helvatron.

كم مرة يرسل العداد بياناته؟

يُضبط فاصل الإرسال أثناء التهيئة. والفواصل الأقصر تقلّل عمر البطارية.

لمعرفة تفاصيل مسار بيانات LoRa ومفكك ترميز الحمولة (payload decoder)، راجعوا صفحات شركتنا الشقيقة EMU على emuag.com.