Komunikacja · radio
LoRa dla wodomierzy i ciepłomierzy
Tam, gdzie nie ma okablowania lub liczniki są mocno rozproszone, H2O i DELTA III przesyłają swoje wartości drogą radiową. Wyjaśniamy, czego potrzeba do odczytu radiowego i gdzie leżą jego granice.
Zasada działania
Od licznika przez bramkę do aplikacji
- M-Bus: jeden kabel, wiele licznikówMaster zasila linię dwuprzewodową napięciem ok. 40 V. Wszystkie liczniki są połączone równolegle; biegunowość nie ma znaczenia.
- M-Bus: odczytMaster wybiera licznik po jego adresie wtórnym. Odpowiada tylko ten licznik, modulując pobierany prąd.
- RS-485: linia z terminacjąSkręcona para A/B biegnie jako linia od urządzenia do urządzenia, z rezystorem 120 Ω na obu końcach. RS-485 to interfejs fizyczny.
- Modbus RTU: zapytanie i odpowiedźWarstwa protokołu: master odpytuje adres slave (1–247) z kodem funkcji; licznik odpowiada z sumą kontrolną CRC-16.
- LoRa: radio do bramkiLicznik wysyła krótkie uplinki na 868 MHz. Odbiera je każda bramka w zasięgu, bez kabla do punktu pomiarowego.
- LoRa: serwer i aplikacjaBramki przekazują dane do serwera sieciowego, który przesyła je do aplikacji. Zasięg i interwał nadawania ograniczają ilość danych i ich aktualność.
Jak działa LoRa
LoRa to technologia radiowa: rodzaj modulacji, który pozwala przesyłać dane na duże odległości przy niewielkim zużyciu energii. W Europie wykorzystuje nielicencjonowane pasmo 868 MHz.
Zbudowany na niej protokół sieciowy nazywa się LoRaWAN. Określa, jak urządzenia dołączają do sieci, jak dane są szyfrowane i jak współpracują bramki i serwery. Liczniki Helvatron dołączają do sieci przez OTAA (over-the-air activation); przy każdym dołączeniu generowane są nowe klucze sesji, które nie są trwale zapisywane w urządzeniu.
Elementy sieci LoRa
- Urządzenie końcowe
- H2O lub DELTA III z interfejsem LoRa, wysyła krótkie komunikaty uplink
- Bramka
- odbiera transmisje wszystkich urządzeń w zasięgu i przekazuje pakiety przez internet
- Serwer sieciowy
- sprawdza i odszyfrowuje pakiety oraz usuwa duplikaty, gdy ten sam pakiet odbiera kilka bramek
- Aplikacja
- dekoduje dane użytkowe (payload) i udostępnia je, np. w Joulio-Web lub systemie sterowania
Granice transmisji radiowej
- Zasięg w dużym stopniu zależy od budynku, studzienki i położenia bramki. Liczniki w piwnicach i studzienkach często wymagają bramki w pobliżu.
- W paśmie 868 MHz obowiązują ograniczenia współczynnika wypełnienia (duty cycle). LoRa nadaje się do stanów liczników i wartości interwałowych, a nie do wartości sekundowych.
- Każda transmisja obciąża baterię. Dla DELTA III jest to 10 + 1 lat przy transmisji codziennej i 11 + 1 lat przy transmisji co drugi dzień.
- Przed montażem licznika należy sprawdzić odbiór w miejscu instalacji.
Ciepłomierz DELTA III z LoRa
DN15 do DN100, przyrostek ABL. W połączeniu z M-Bus jako ABML.
Alternatywa: NB-IoT
W pojedynczych lokalizacjach bez sieci LoRa oba liczniki mogą też przesyłać dane przez NB-IoT w sieci komórkowej.
Pytania o LoRa
Czy potrzebuję własnej sieci LoRa?
Niekoniecznie. Liczniki współpracują z własnymi bramkami i serwerem sieciowym albo z istniejącą siecią publiczną lub prywatną. Decydujące jest pokrycie bramkami w miejscu instalacji.
Jak dane trafiają do Joulio-Web?
Aplikacja odbiera pakiety z serwera sieciowego i je dekoduje. Joulio-Web oferuje osobną licencję dla liczników EMU i Helvatron.
Jak często licznik wysyła dane?
Interwał transmisji ustawia się podczas konfiguracji. Krótsze interwały skracają żywotność baterii.
Szczegóły dotyczące ścieżki danych LoRa i dekodera payloadu znajdą Państwo na stronach naszej siostrzanej firmy EMU na emuag.com.