Nakładki LoRaWAN dla wodomierzy JS4-02 Smart+ / JS4-02 Smart C+ firmy Apator

Automatyzacja odczytu stanu wodomierza

Nakładka LoRaWAN jest przeznaczona dla wodomierzy JS4-02 Smart+ oraz JS4-02 Smart C+ firmy Apator. Jest ona dostosowana mechanicznie do korpusu wodomierza. Nakładka zapewnia komunikację LoRaWAN o zasięgu do 15km w terenie otwartym oraz 3-5km w terenie zurbanizowanym. Dane z nakładek zbierane są za pomocą stacji LoRaWAN Gateway, która za pomocą komunikacji GSM LTE (lub sieci Ethernet) przesyła dane do serwera gromadzącego dane pomiarowe.

Nakładka LoRaWAN

Nakładka LoRaWAN wysyła w ustalonym interwale (np. co 4 godziny) bieżący stan liczydła wodomierza oraz informacje alarmowe. Dodatkowo nakładka może gromadzić profile godzinowe zużycia wody i wysyłać je samoczynnie raz na dobę (24 godzinowe profile) lub wysyłać profile na żądanie wysłane z aplikacji realizującej akwizycję danych. Gromadzone są profile z 60 dni czyli 1440 profile, w każdej chwili możliwe do odczytu. Rejestracja profili jest synchronizowana do pełnej godziny czasu astronomicznego. Przy odczytach co 4 godziny bateria zapewnia działanie nakładki przez 16 lat.

Kompleksowy system zarządzania nakładkami ORN TWM – od instalacji do przetwarzania odczytów

Wraz z nakładkami oferowany jest kompleksowy system zarządzania odczytami wodomierzy. Na system składają się następujące elementy:

  • Infrastruktura LoRaWAN: stacje LoRaWAN Gateway oraz LoRaWAN Network Server
  • Aplikacja do zarządzania montażem wodomierzy i nakładek, gwarantująca pełną automatyzację montaży i konfiguracji systemu
  • Aplikacja do gromadzenia, przetwarzania i wizualizacji danych pomiarowych
  • Aplikacja do zarządzania urządzeniami systemu

System jest oferowany w całości jak również możliwy jest zakup jego komponentów np. nakładek LoRaWAN.

Jak odczytać licznik energii elektrycznej cz. 1 – głowica optyczna

Wstęp

Elektroniczny licznik energii elektrycznej zawsze wyposażony jest interfejs optyczny IEC62056-21 potocznie nazywany złączem optycznym. Zazwyczaj za pomocą tego złącza OSD Operator Sieci Dystrybucyjnej potocznie nazywany zakładem energetycznym odczytuje dane o zużyciu energii elektrycznej. Tak po prawdzie odczytów dokonuje inkasent uzbrojony w głowicę optyczną oraz urządzenie, które inicjuje odczyt i gromadzi odczytane dane. Urządzenie takie nazywamy terminalem odczytowym lub z angielska hand held unit HHU. Za inkasentem wyposażonym w taki zestaw tak po prawdzie stoi wielki system informatyczny, dzięki któremu dostajemy faktury za zużycie energii elektrycznej. W ten sposób odczytywanych jest kilka a nawet kilkanaście milionów liczników energii w Polsce.

Czy zwykły Kowalski też mógłby tak odczytać swój licznik energii elektrycznej? Ależ owszem, nic nie stoi na przeszkodzie. Tym bardziej, że podstawowa forma odczytu licznika – odczyt tzw. tabeli odczytowej – jest ogólnie dostępna.

Zawartość tabeli odczytowej

W wielkim skrócie napiszę jakie dane znajdują się tej tabeli. Myślę, że w kolejnym artykule bardziej szczegółowo opiszę zawartość tabeli.

Tabela zawiera bieżące dane pomiarowe oraz statusowe znajdujące się w liczniku np. stan liczydła energii czynnej pobieranej – czyli informacja która nas najbardziej interesuje. Jeśli posiadamy licznik wielostrefowy to w tabeli będzie energia czynna pobrana w każdej strefie. Czasami zostaniemy uraczeni historią stanów liczydeł czyli stanami liczydeł zapisanymi na koniec okresu obrachunkowego (zazwyczaj są są to informacje zapisywane co miesiąc). Każda odczytana dana poprzedzona jest tzw. kodem OBIS. Kod OBIS jest to ustandaryzowana etykieta opisująca wielkość odczytaną z licznika. Przykładowo kod 1.8.0 oznacza liczydło energii czynnej pobieranej bez strefowej. Więcej informacji na ten temat będzie w kolejnym artykule.

Co potrzebuje Kowalski aby odczytać licznik energii?

Kowalski potrzebuje trzy rzeczy – a w zasadzie cztery 😉

  1. Głowicę optyczną
  2. Terminal odczytowy – w naszym przypadku smartfon z systemem Android
  3. Aplikację na smartfona
  4. I pieniądze aby to wszystko kupić 😉

Głowica optyczna

Są dwa rodzaje głowic

  1. Głowica z kablem i złączem USB (najlepiej od razu typu USB-C aby nie stosować tzw. przejściówek)

2. Głowica bezprzewodowa z łączem radiowym Bluetooth

Obie głowice bez problemu pasują do naszego smartfona. Głowicę z kablem USB-C po prostu wtykamy w złącze USB-C smartfona. Głowicę Bluetooth musimy sparować z naszym smartfonem.

Aplikacja do odczytu licznika

Aplikację pobieramy ze sklepu Androida (sklep Google) wpisując w wyszukiwarkę nazwę programu czyli „ZRobo”

Dokładne informacje na temat głowic i aplikacji (broszury, instrukcje obsługi, instrukcję parowania) można znaleźć po poniższym likiem informacje o głowicy oraz aplikacji do odczytu licznika

Odczyt licznika energii aplikacją ZRobo, głowicą optyczną oraz smartfonem
Odczyt licznika energii za pomocą głowicy optycznej IEC62056-21

Odczytane dane zapisane zostają w pliku tekstowym w pamięci dyskowej smartfona. Pliki w prosty sposób można pobrać na swój komputer stacjonarny. Znając kody OBIS możemy zidentyfikować wszystkie dane jakie odczytaliśmy z naszego licznika energii elektrycznej.

W kolejnym artykule napiszę o bardziej zaawansowanych aplikacjach, które pozwoją nam na analizę odczytanych danych.

Opiszę równie zautomatyzowane sposoby odczytywania licznika w sposób ciągły (online) z możliwością tworzenia tzw. profili zużycia energii. System taki „zakończony” jest bardziej rozbudowaną aplikacją. W moim przypadku jest to aplikacja w chmurze.

Co będzie w kolejnych artykułach?

  • Odczyt za pomocą modułu LoRaWAN, wraz z opisem jak za niewielkie pieniądze zbudować własną domową infrastrukturę komunikacji LoRaWAN (dla zachęcenia odczyt licznika w tej opcji nie przekracza kwoty 999,-zł netto)
  • Opis metod odczytu pull oraz push – zalety i wady oraz przykłady
  • Przeźroczysty odczyt licznika za pomocą routera/gateway RS485-GSM
  • Co zrobić aby umożliwić stosowanie liczników energii elektrycznej w systemach IoT
  • Transmisja danych z licznika za pomocą komunikacji LoRaWAN, NBIoT, LTE cat M1
  • Oprogramowanie w chmurze vs. oprogramowanie stacjonarne

Kontakt

Jeśli potrzebujesz więcej informacji nie wahaj się i skontaktuj się. Jesteśmy do Twojej dyspozycji od poniedziałku do piątku w godzinach od 9:00 do 18:00 oraz w sobotę w godzinach 9:00 do 14:00

Osoba do kontaktu: Jacek Koźbiał

Telefon: +48 663 391 102

e-mail: biuro@skomunikacja.pl

skype: jacek.kozbial1

Wysyłamy IEC 62056-21 do „chmury”

Wstęp

Wszystkie liczniki energii elektrycznej używają protokołu IEC62056-21 … i jeszcze długo będą używały. Bez IEC62056-21 nie byłoby możliwego odczytu licznika energii przez starego poczciwego inkasenta. Tak, inkasenci odczytują większość naszych liczników energii. Póki co ilość tzw. smart liczników stanowi dużo mniejszy procent. Nawet w przyszłości, gdy już będą królowały smart liczniki to IEC62056-21 będzie w dalej w użyciu – choćby w interfejsie HAN typu P1.

Odbiorcy z taryfy G

Większość elektronicznych liczników energii posiada interfejs optyczny zgodny z IEC62056-21 i to właśnie z niego korzysta inkasent dokonujący odczytu licznika. Tak więc interfejs optyczny może posłużyć nam do automatycznego zdalnego pobierania danych z licznika energii. Sytuacja taka dotyczy liczników z taryfy G (tzw. gospodarstwa domowe).

Do odczytu licznika potrzebna będzie:

  • głowica optyczna (KMK114) z interfejsem RS485
  • konwerter (LKM144) protokołu IEC62056-21 do protokołu MODBUS RTU – interfejs 2xRS485
  • modem komunikacyjny do pracy w sieci GSM 2G/3G/4G LTE, LTE cat M1, NBIoT, LoRaWAN, LAN Ethernet, WiFi – interfejs RS485

Dane z licznika energii elektrycznej w ustalonym interwale od 1 minuty do 1 godziny są przesyłane do aplikacji w chmurze. Interwał odczytu danych z licznika może być inny od interwału przesyłania danych do chmury. Przykładowo dane mogą być odczytywane z licznika co 15 minut a transmisja do chmury może odbywać się raz na godzinę. Optymalizujemy zużycie limitu danych na karcie SIM.

Odbiorcy z taryfy C

Z reguły dla odbiorców taryfy C również używamy interfejsu optycznego, często jedynego z jakiego możemy skorzystać. Często zdarza się, że licznik dla taryfy C może dysponować interfejsem RS485, wówczas konwerter LKM144 jest dołączony bezpośrednio do interfejsu RS485 i nie jest wymagana głowica optyczna.

Uproszczona opcja odczytu licznika energii

Jeśli odbiorca energii elektrycznej może udostępnić do transmisji danych swoją sieć WiFi to możemy zastosować odczyt licznika z użyciem konwertera IEC62056-21 – LoRaWAN. W obrębie dostępnej sieci WiFi instalujemy mikro Gateway LoRaWAN, który poprzez LoRaWAN Network Server przekazuje dane pomiarowe do naszej aplikacji w chmurze.

Aplikacja

Aplikacja oferuje poniższe funkcje:

  • odczyt danych z licznika energii
  • gromadzenie danych pomiarowych w bazie danych
  • wizualizację danych pomiarowych
  • przetwarzanie danych pomiarowych w celu bilansowania wielu punktów pomiarowych, generowania alarmów, korelowania danych pomiarowych z licznika energii z innymi danymi pomiarowymi takimi jak temperatura, stan styków, obecność osób w pomieszczeniach, natężenie światła w pomieszczeniach … itp.
  • moduł wyliczania Opłaty Mocowej w przekrojach dziennych, tygodniowych, miesięcznych
  • moduł wyliczania energii z wirtualnej instalacji PV, moduł z wysokim prawdopodobieństwem wylicza moc jaka byłaby generowana z rzeczywistej instalacji PV, danych dostarcza specjalnie opracowany dodatkowy sensor.
  • moduł monitorowania instalacji PV z funkcjonalnością predictive maintenance.

Aplikacja nie wymaga instalowania lokalnego serwera przez co koszt systemu jest mocno obniżony. Opłaty za aplikację mogą być opłacane miesięcznie co również redukuje koszty jakie użytkownik musi ponieść na uruchomienie systemu. Do używania aplikacji wystarczy komputer z przeglądarką internetową, tablet lub smartfon.

Wdrożenie

Wdrożenie może być całkowicie zdalne. Głowica optyczna KMK114, konwerter LKM144 oraz modem komunikacyjny z kartą SIM są wstępnie konfigurowane tak aby po włączeniu zasilania i położeniu na głowicy optycznej na złączu optycznym licznika nastąpiła transmisja danych pomiarowych do chmury.

Konwerter współpracuje z każdym typem licznika każdego producenta.

Skład zestawu

  • głowica optyczna KMK114
  • konwerter LKM144
  • moduł komunikacyjny z anteną
  • zasilacz do zasilenia urządzeń
  • zabezpieczenie nadprądowe
  • złącza do przyłączenia kabla zasilającego PE, N, L1
  • obudowa IP65 z uchwytem montażowym
  • karta SIM (opcjonalnie)
LKM144 Konwerter IEC62056-21 do MODBUS RTU
Głowica optyczna IEC62056-21 z interfejsem RS485
Modem komunikacyjny (GSM, LTE-M, LoRaWAN) z interfejsem RS485

Rozbudowa

System w łatwy sposób może być rozbudowany o odczyt innych mediów takich jak woda, gaz, ciepło oraz o inne sensory.

Koszt zestawu

Koszt netto urządzeń wynosi mniej niż 1999,-zł netto. Oraz trzy miesiące darmowej możliwości korzystania z aplikacji chmurowej. Kartę SIM opłaca klient.

Kontakt

Jeśli potrzebujesz więcej informacji nie wahaj się i skontaktuj się. Jesteśmy do Twojej dyspozycji od poniedziałku do piątku w godzinach od 9:00 do 18:00 oraz w sobotę w godzinach 9:00 do 14:00

Osoba do kontaktu: Jacek Koźbiał

Telefon: +48 663 391 102

e-mail: biuro@skomunikacja.pl

skype: jacek.kozbial1

Usługa pomiaru mapy zasięgu dla komunikacji LoRaWAN

Usługa pomiaru mapy zasięgu dla komunikacji LoRaWAN

Stworzenie mapy zasięgu komunikacji LoRaWAN powinno być jednym z pierwszych działań zmierzających do budowy własnej infrastruktury. Mapa może być wykonana dla terenu otwartego jak i dla budynków (domy mieszkalne, budynki użyteczności publicznej, hale przemysłowe).

Mapa zasięgu pozwala na ocenę rzeczywistej jakości komunikacji LoRaWAN od sensora do LoRaWAN Gateway. W czasie wykonywania pomiarów rejestrowane są wielkości takie jak:

  • RSSI
  • SNR
  • Spread Factor
  • Signal bandwith

skojarzone z miejscem wykonania pomiaru (szerokość i długość geograficzna – latitude and longitude)

Zarejestrowane pomiary prezentowane są w interaktywnym pliku MS Excel w powiązaniu z mapą. Pozwala to użytkownikowi w bardzo przystępny sposób operować zgromadzonymi danymi.

Mapa zasięgu LoRaWAN
Mapa zasięgu LoRaWAN – tabela danych

Mapa zasięgu LoRaWAN – prezentacja danych RSSI

Mapa zasięgu LoRaWAN – prezentacja danych SNR

LoRaWAN – mapa zasięgu – eksport danych do Google Maps

Pomiary wykonywane są profesjonalnymi urządzeniami pomiarowymi gwarantującymi dużą precyzję i dokładność.  Do wykonania pomiarów niezbędny jest LoRaWAN Gateway zainstalowany w docelowym miejscu. Na czas wykonywania pomiarów mogę dostarczyć Gateway.

Więcej informacji pod kontaktem:
telefon: 663 391 102
e-mail:  jacek.kozbial@pomiary.pl

System monitorowania informacji przestrzennej

!Nowość! – System monitorowania informacji przestrzennej

Najnowszy produkt, wykorzystujący technologię IoT (Internet rzeczy) pozwalający na akwizycję informacji z otaczającej nas przestrzeni. W systemie można wykorzystać poniższe urządzenia:

  • liczniki energii elektrycznej, wody, gazu, ciepła
  • sensory temperatury, wilgotności, natężenia światła
  • detektory ruchu, wibracji
  • czujniki położenia – geotagowanie
  • czujniki poziomu wody w zbiornikach otwartych – rzeki, jeziora, sztuczne zbiorniki
  • czujniki miejsc parkingowych
  • czujniki zapełnienia zbiorników, np. kosze na śmieci
  • czujniki zapylenia
  • czujniki gazu
  • konwertery protokołów, np. MODBUS-LoRaWAN
  • urządzenia wykonawcze, np. sterowniki oświetlenia LED, elektrozawory, rozłączniki
  • inne

Rzeczą łączącą wszystkie powyższe jest rozległy system transmisji danych. W naszym systemie zostało użyte rozwiązanie z dziedziny LPWAN (Low Power Wireless Area Network) w postaci systemu LoRaWAN. Komunikacja LoRaWAN dla jednej stacji bazowej LoRaWAN Gateway może objąć obszar o promieniu nawet 15 km. System monitorowania informacji przestrzennej jest systemem skalowalnym, przeznaczonym dla:

  • indywidualnych odbiorców – mieszkanie, dom (kilka, kilkanaście sensorów, jeden LoRaWAN Gateway)
  • firmy i zakłady przemysłowe (od kilku do kilkuset sensorów, jeden lub kilka LoRaWAN Gateway)
  • wspólnoty mieszkaniowe i spółdzielnie mieszkaniowe
  • samorządy terytorialne typu Gmina
  • miasta
  • przedsiębiorstwa wodno-kanalizacyjne

Jak to działa

Sensory przekazują dane pomiarowe z rzeczywistej otaczającej nas przestrzeni do najbliższego LoRaWAN Gateway, za pomocą sieci LoRaWAN i protokołu LoRaWAN protocol. Pomiędzy sensorem a Gateway dane są szyfrowane kluczem AES 128. Gateway przekazuje dane z sensorów do Network Servare, z którym skojarzony jest. Network Server służy zarządzania infrastrukturą sensorów i gateways. Dane pomiarowe z sensorów, odpowiednio pogrupowane, trafiają do serwerów aplikacji. W serwerze (serwerach) aplikacji dane są gromadzone, przetwarzane i wizualizowane. Aplikacje mogą działać na komputerach lub urządzeniach mobilnych.




Przykład 1

Odczyt danych z licznika energii elektrycznej za pomocą sensora/konwertera IEC1107-LoRaWAN.

Sensor IEC1107-LoRaWAN umieszczony jest na tzw. złączu optycznym licznika energii. W zdefiniowanym interwale, np. co 15 minut konwerter odczytuje zdefiniowane rejestry licznika, np. stan liczydeł energii a następnie przesyła dane do LoRaWAN Gateway. Następnie poprzez LoRaWAN Network Server dane trafiają do aplikacji wizualizującej zebrane dane pomiarowe.

Przykład wizualizacji danych pomiarowych z licznika energii elektrycznej – dane są wizualizowane online co 15, 30, 60 minut.

Napięcie – wskaźnik oraz wykres

Moc czynna  – wskaźnik oraz wykres

Przykład 2

Odczyt danych z wodomierzy, podzielników ciepła, gazomierzy za pomocą sensora/konwertera WMBUS-LoRaWAN.

Oprogramowanie do odcztu liczników energii elektrycznej dla głowic KMK-116/118/119

Do odczytu liczników energii elektrycznej poprzez głowice optyczne z interfejsem USB KMK-116 oraz KMK-118/199 z interfejsem Bluetooth oferujemy oprogramowanie ZRobo oraz ZTerminal dla urządzeń z systemem Android oraz ZR Meter dla urządzeń z systemem Windows.

Oprogramowanie ZR Meter jest profesjonalnym oprogramowaniem przeznaczonym do odczytu, przechowywania i analizy danych elektronicznych liczników energii elektrycznej komunikujących się w standardzie DLMS / COSEM i / lub IEC62056-21 (wcześniej znanym jako IEC 1107). Może również odczytywać profile obciążeń z liczników Elster,  EMH,  Itron (dawniej Actaris), Landis & Gyr,  Köhler,  Makel itp. I pozwala przechowywać dane w bazie danych i analizować je w różnych formatach, takich jak wykresy lub tabele.
Oprogramowanie jest kompatybilne ze wszystkimi urządzeniami komunikacyjnymi od różnych dostawców, dlatego nie jest ograniczone do używania z konkretną marką urządzenia.
Oprogramowanie obsługuje bieżące systemy operacyjne, takie jak Win10, Win8,  Win7,  Win Vista itd., Zarówno w wersjach 64-bitowej, jak i 32-bitowej,  a dostępne są w językach angielskim i tureckim oraz polskim. Możliwe jest również łatwe wdrożenie innych opcji językowych do systemu zgodnie z potrzebami użytkownika.
Broszura: ZR_Meter_Software_Brochure

ZRobo to specjalnie zaprojektowana wersja oprogramowania ZR Meter, która może być używana z urządzeniami opartymi na systemie Android lub WinCE. Może odczytać dane z elektronicznych liczników energii elektrycznej, które komunikują się w standardzie IEC62056-21 (wcześniej znanym jako IEC 1107). Oprogramowanie zostało zaprojektowane specjalnie do współpracy z sondami optycznymi REDZ. Oprogramowanie ZRobo oparte na systemie Android obsługuje system Android 3.1 lub nowszy (ponieważ korzysta z hosta USB). Oparte na Windows CE oprogramowanie ZRobo obsługuje Windows Mobile 2003, Windows Mobile 2003 SE, Windows Mobile 5, Windows Mobile 6, Windows Mobile 6.1, Windows Mobile 6.5.
Oprogramowanie dostępne jest w języku angielskim i tureckim. Możliwe jest również łatwe wdrożenie innych opcji językowych do systemu zgodnie z potrzebami użytkownika.
Kod źródłowy jest dostępny na podstawie obustronnej zgody na projekt.
Broszura: Brochure_ZRobo_en

Program ZTerminal zaprojektowany został do kontrolowania urządzeń przemysłowych poprzez wysyłanie / odbieranie poleceń za pomocą portu szeregowego.  ZTerminal współpracuje z konwerterami USB – RS232/485 wszystkich producentów, które oparte są na układach FTDI oraz Prolific. Może być użyty do komunikacji z urządzeniami takimi jak modemy lub sterowniki PLC.
Za pomocą programu ZTerminal i odpowiedniego konwertera można wysyłać i odbierać polecenia, takie jak polecenia AT do urządzeń i sterować nimi bez potrzeby dodatkowego komputera PC. ZTerminal ma funkcje ręcznego i automatycznego wysyłania poleceń oraz obsługuje wysyłanie i odbieranie danych w formatach ASCII i HEX.
Broszura: ZTerminal_Brochure_en