Communication · radio

LoRa pour compteurs d’eau et d’énergie thermique

Là où il n’y a pas de câblage ou lorsque les compteurs sont très dispersés, le H2O et le DELTA III transmettent leurs valeurs par radio. Voici ce dont vous avez besoin et où se situent les limites.

Fonctionnement

Du compteur à l’application via la passerelle

M-BusfilaireRS-485 · Modbus RTUfilaireLoRaradio, 868 MHzEMU M-CenterMaître M-BusHelvatron H2OAdr. secondaire 2401 0001DELTA IIIAdr. secondaire 2401 0002Helvatron H2OAdr. secondaire 2401 0003environ 40 V · 2 filsSélection par adresse secondaireRéponse par variation du courantMaître ModbusPasserelle ou automateHelvatron H2OAdresse 1DELTA IIIAdresse 2Helvatron H2OAdresse 3120 Ω120 ΩA/B torsadée + GNDRequête : adresse 2 · FC 03Réponse avec CRC-16Applicationp. ex. Joulio-Web, supervisionServeur réseauPasserellePasserelleHelvatron H2OLoRaDELTA IIILoRaLiaison montante 868 MHzActivation par OTAALa portée dépend du bâtiment et du site
  1. M-Bus : un câble, de nombreux compteursLe maître alimente la ligne 2 fils en environ 40 V. Tous les compteurs y sont raccordés en parallèle ; la polarité est indifférente.
  2. M-Bus : relèveLe maître sélectionne un compteur par son adresse secondaire. Seul ce compteur répond, en modulant son courant absorbé.
  3. RS-485 : ligne avec terminaisonUne paire torsadée A/B relie les appareils en ligne, de l’un à l’autre, avec 120 Ω aux deux extrémités. RS-485 est l’interface physique.
  4. Modbus RTU : requête et réponseLa couche protocole : le maître interroge une adresse esclave (1–247) avec un code fonction ; le compteur répond avec une somme de contrôle CRC-16.
  5. LoRa : radio vers la passerelleLe compteur envoie de courts messages montants (uplinks) sur 868 MHz. Toute passerelle à portée les reçoit, sans câble jusqu’au point de mesure.
  6. LoRa : serveur et applicationLes passerelles transmettent les données au serveur réseau, qui les transmet à l’application. La portée et l’intervalle d’émission limitent le volume et la fraîcheur des données.
Représentation simplifiée. Identifiants et adresses donnés à titre d’exemple.

Comment fonctionne LoRa

LoRa est la technologie radio : un procédé de modulation qui transmet sur de longues distances avec peu d’énergie. En Europe, elle utilise la bande 868 MHz, libre de licence.

Le protocole réseau qui s’appuie dessus s’appelle LoRaWAN. Il définit la manière dont les appareils rejoignent un réseau, dont les données sont chiffrées et dont passerelles et serveurs coopèrent. Les compteurs Helvatron rejoignent le réseau par OTAA (over-the-air activation) ; de nouvelles clés de session sont dérivées à chaque connexion et ne sont pas stockées de façon permanente dans l’appareil.

Les éléments d’un réseau LoRa

Terminal
H2O ou DELTA III avec interface LoRa, envoie de courts messages montants (uplinks)
Passerelle
reçoit les émissions de tous les appareils à portée et transmet les paquets via Internet
Serveur réseau
vérifie et déchiffre les paquets, et supprime les doublons lorsque plusieurs passerelles reçoivent le même paquet
Application
décode la charge utile et la met à disposition, par exemple dans Joulio-Web ou dans le système de supervision

Limites de la transmission radio

  • La portée dépend fortement du bâtiment, du regard et de la position de la passerelle. Les compteurs en sous-sol et en regard nécessitent souvent une passerelle à proximité.
  • Des limites de rapport cyclique (duty cycle) s’appliquent dans la bande 868 MHz. LoRa convient aux index de compteur et aux valeurs d’intervalle, pas aux valeurs à la seconde.
  • Chaque émission sollicite la pile. Pour le DELTA III, l’autonomie est de 10 + 1 ans pour une transmission quotidienne et 11 + 1 ans pour une transmission tous les deux jours.
  • Vérifier la réception sur le lieu d’installation avant de monter le compteur.

H2O avec LoRa

DN15 à DN100, suffixe ABL, 868 MHz.

Références H2O

DELTA III avec LoRa

DN15 à DN100, suffixe ABL. Combiné avec le M-Bus : ABML.

Références DELTA III

Alternative : NB-IoT

Pour les sites individuels sans réseau LoRa, les deux compteurs peuvent aussi transmettre via NB-IoT sur le réseau mobile.

NB-IoT expliqué

Questions sur LoRa

Ai-je besoin de mon propre réseau LoRa ?

Pas nécessairement. Les compteurs fonctionnent avec vos propres passerelles et votre propre serveur réseau ou avec un réseau public ou privé existant. Ce qui compte, c’est la couverture par une passerelle sur le lieu d’installation.

Comment les données arrivent-elles dans Joulio-Web ?

L’application reçoit les paquets du serveur réseau et les décode. Joulio-Web propose une licence dédiée aux compteurs EMU et Helvatron.

À quelle fréquence un compteur transmet-il ?

L’intervalle de transmission est défini lors de la configuration. Des intervalles plus courts réduisent la durée de vie de la pile.

Pour le détail du chemin des données LoRa et du décodeur de charge utile, consultez les pages de notre société sœur EMU sur emuag.com.