Kommunikation · Funk
LoRa für Wasser- und Wärmezähler
Wo kein Kabel liegt oder die Zähler weit verteilt sind, senden H2O und DELTA III ihre Werte per Funk. Hier lesen Sie, was dafür nötig ist und wo die Grenzen liegen.
So funktioniert es
Vom Zähler über das Gateway zur Anwendung
- M-Bus: ein Kabel, viele ZählerDer Master speist die Zweidrahtleitung mit rund 40 V. Alle Zähler hängen parallel daran, die Polarität spielt keine Rolle.
- M-Bus: abfragenDer Master wählt einen Zähler über seine Sekundäradresse aus. Nur dieser antwortet, indem er seine Stromaufnahme moduliert.
- RS-485: Linie mit AbschlussEin verdrilltes Adernpaar A/B als Linie von Gerät zu Gerät, an beiden Enden 120 Ω. RS-485 ist die physikalische Schnittstelle.
- Modbus RTU: Frage und AntwortDas Protokoll darüber: Der Master fragt eine Slave-Adresse (1–247) mit einem Funktionscode ab, der Zähler antwortet mit CRC-16-Prüfsumme.
- LoRa: Funk zum GatewayDer Zähler sendet kurze Uplinks auf 868 MHz. Jedes Gateway in Reichweite empfängt sie, ohne Kabel bis zum Messpunkt.
- LoRa: Server und AnwendungDie Gateways leiten die Pakete an den Network Server weiter, dieser an die Anwendung. Reichweite und Sendeintervall begrenzen Datenmenge und Aktualität.
So funktioniert LoRa
LoRa ist das Funkverfahren: eine Modulation, die mit wenig Energie über grosse Distanzen sendet. In Europa nutzt sie das lizenzfreie 868-MHz-Band.
Das Netzwerkprotokoll darüber heisst LoRaWAN. Es regelt, wie Geräte einem Netz beitreten, wie Daten verschlüsselt werden und wie Gateways und Server zusammenarbeiten. Helvatron-Zähler treten dem Netz per OTAA bei (Over-the-Air Activation); die Sitzungsschlüssel werden dabei neu abgeleitet und nicht fest im Gerät hinterlegt.
Die Bausteine eines LoRa-Netzes
- Endgerät
- H2O oder DELTA III mit LoRa-Schnittstelle, sendet kurze Uplinks
- Gateway
- empfängt die Pakete aller Geräte in Reichweite und leitet sie über das Internet weiter
- Network Server
- prüft und entschlüsselt die Pakete und entfernt Duplikate, wenn mehrere Gateways dasselbe Paket empfangen
- Anwendung
- dekodiert die Nutzdaten und stellt sie bereit, zum Beispiel in Joulio-Web oder im Leitsystem
Grenzen der Funkübertragung
- Die Reichweite hängt stark von Gebäude, Schacht und Standort des Gateways ab. Zähler in Kellern und Schächten brauchen oft ein Gateway in der Nähe.
- Im 868-MHz-Band gelten Sendezeitbeschränkungen. LoRa eignet sich für Zählerstände und Intervallwerte, nicht für Sekundenwerte.
- Jede Übertragung verbraucht Batteriekapazität. Beim DELTA III sind es 10 + 1 Jahre bei täglicher, 11 + 1 Jahre bei zweitäglicher Übertragung.
- Vor der Montage den Empfang am Einbauort prüfen.
DELTA III mit LoRa
DN15 bis DN100, Endung ABL. Mit M-Bus kombiniert als ABML.
Alternative NB-IoT
Für Einzelstandorte ohne eigenes LoRa-Netz senden beide Zähler auch über NB-IoT, also über das Mobilfunknetz.
Fragen zu LoRa
Brauche ich ein eigenes LoRa-Netz?
Nicht unbedingt. Die Zähler arbeiten mit eigenen Gateways und einem eigenen Network Server oder mit einem bestehenden öffentlichen oder privaten Netz. Wichtig ist, dass Gateways den Einbauort abdecken.
Wie kommen die Daten in Joulio-Web?
Die Anwendung erhält die Pakete vom Network Server und dekodiert sie. Joulio-Web bietet eine eigene Lizenz für EMU- und Helvatron-Zähler.
Wie oft sendet ein Zähler?
Das Sendeintervall wird bei der Konfiguration festgelegt. Kürzere Intervalle verkürzen die Batterielaufzeit.
Mehr zum LoRa-Datenweg mit Payload-Decoder auf der Seite der Schwesterfirma EMU: emuag.com.