Komunikace · rádio

LoRa pro vodoměry a měřiče tepla

Tam, kde chybí kabeláž nebo jsou měřidla daleko od sebe, posílají H2O a DELTA III své hodnoty rádiem. Zde najdete, co k tomu potřebujete a kde jsou meze.

Jak to funguje

Od měřidla přes bránu k aplikaci

M-BuskabelověRS-485 · Modbus RTUkabelověLoRarádio, 868 MHzEMU M-CenterMaster M-BusHelvatron H2OSekundární adresa 2401 0001DELTA IIISekundární adresa 2401 0002Helvatron H2OSekundární adresa 2401 0003přibližně 40 V · 2 vodičeVýběr podle sekundární adresyOdpověď modulací prouduModbus masterBrána nebo regulátorHelvatron H2OAdresa 1DELTA IIIAdresa 2Helvatron H2OAdresa 3120 Ω120 ΩA/B kroucený pár + GNDDotaz: adresa 2 · FC 03Odpověď s CRC-16Aplikacenapř. Joulio-Web, řídicí systémSíťový serverBránaBránaHelvatron H2OLoRaDELTA IIILoRaUplink 868 MHzPřipojení přes OTAADosah závisí na budově a lokalitě
  1. M-Bus: jeden kabel, mnoho měřidelMaster napájí dvouvodičové vedení napětím přibližně 40 V. Všechna měřidla jsou zapojena paralelně; na polaritě nezáleží.
  2. M-Bus: odečetMaster vybere měřidlo podle jeho sekundární adresy. Odpoví pouze toto měřidlo, a to modulací svého odběru proudu.
  3. RS-485: linie se zakončenímKroucený pár A/B vede jako linie od zařízení k zařízení, se 120 Ω na obou koncích. RS-485 je fyzické rozhraní.
  4. Modbus RTU: dotaz a odpověďProtokolová vrstva: master se dotazuje adresy slave (1–247) funkčním kódem; měřidlo odpovídá s kontrolním součtem CRC-16.
  5. LoRa: rádiem k bráněMěřidlo vysílá krátké uplinky v pásmu 868 MHz. Přijímá je každá brána v dosahu, bez kabelu k odběrnému místu.
  6. LoRa: server a aplikaceBrány předávají data síťovému serveru, který je posílá dál aplikaci. Dosah a interval vysílání omezují objem a aktuálnost dat.
Zjednodušené znázornění. ID a adresy jsou příkladové.

Jak LoRa funguje

LoRa je rádiová technologie: modulace, která přenáší data na velké vzdálenosti s malou spotřebou energie. V Evropě využívá bezlicenční pásmo 868 MHz.

Síťový protokol postavený na ní se nazývá LoRaWAN. Definuje, jak se zařízení připojují do sítě, jak se data šifrují a jak spolupracují brány a servery. Měřidla Helvatron se do sítě připojují přes OTAA (over-the-air activation); při každém připojení se odvozují nové klíče relace, které se v zařízení trvale neukládají.

Stavební prvky sítě LoRa

Koncové zařízení
H2O nebo DELTA III s rozhraním LoRa, vysílá krátké uplinky
Brána (gateway)
přijímá vysílání všech zařízení v dosahu a předává pakety přes internet
Síťový server
kontroluje a dešifruje pakety a odstraňuje duplikáty, když stejný paket přijme více bran
Aplikace
dekóduje payload a zpřístupňuje data, například v Joulio-Web nebo v řídicím systému

Meze rádiového přenosu

  • Dosah silně závisí na budově, šachtě a umístění brány. Měřidla ve sklepech a šachtách často potřebují bránu v blízkosti.
  • V pásmu 868 MHz platí omezení střídy vysílání (duty cycle). LoRa je vhodná pro stavy měřidel a intervalové hodnoty, ne pro hodnoty po sekundách.
  • Každé vysílání čerpá baterii. U DELTA III to znamená 10 + 1 let při denním vysílání a 11 + 1 let při vysílání každý druhý den.
  • Před montáží měřidla ověřte příjem v místě instalace.

H2O s LoRa

DN15 až DN100, přípona ABL, 868 MHz.

Objednací čísla H2O

DELTA III s LoRa

DN15 až DN100, přípona ABL. V kombinaci s M-Bus jako ABML.

Objednací čísla DELTA III

Alternativa: NB-IoT

Pro jednotlivá místa bez sítě LoRa mohou obě měřidla vysílat také přes NB-IoT v mobilní síti.

NB-IoT podrobně

Otázky k LoRa

Potřebuji vlastní síť LoRa?

Ne nutně. Měřidla pracují s vlastními branami a síťovým serverem i s existující veřejnou nebo privátní sítí. Rozhodující je pokrytí branami v místě instalace.

Jak se data dostanou do Joulio-Web?

Aplikace přijímá pakety ze síťového serveru a dekóduje je. Joulio-Web nabízí samostatnou licenci pro měřidla EMU a Helvatron.

Jak často měřidlo vysílá?

Interval vysílání se nastavuje při konfiguraci. Kratší intervaly zkracují životnost baterie.

Podrobnosti o cestě dat LoRa a dekodéru payloadu najdete na stránkách naší sesterské společnosti EMU na emuag.com.