Frequenze e protocolli dei contatori intelligenti

La maggior parte dei contatori nordamericani di elettricità, gas e acqua trasmette nella banda ISM da 902 a 928 MHz. I formati di messaggio più diffusi sono la famiglia ERT di Itron — SCM, SCM+ e IDM — più l'R900 di Neptune per l'acqua. Ogni messaggio contiene un ID del contatore e un conteggio cumulativo dei consumi, inviato senza crittografia ogni pochi secondi o minuti.

Su quale frequenza trasmettono i contatori intelligenti?

Negli Stati Uniti e in Canada, i terminali dei contatori operano nella banda ISM da 902 a 928 MHz, con la maggior parte del traffico di consumo concentrata attorno al centro della banda. I ricevitori pratici di solito si sintonizzano intorno a 912 MHz, perché così catturano gran parte dell'attività in un colpo solo.

La banda è senza licenza e condivisa, quindi vi coesistono i contatori, i telefoni cordless, la telemetria industriale e una lunga serie di altri dispositivi a bassa potenza. È anche il motivo per cui un ricevitore in un quartiere molto popolato capta decine di terminali: tutti i contatori trasmettono nella stessa porzione di spettro, e nessun messaggio è indirizzato a un ascoltatore specifico.

L'Europa e gran parte del resto del mondo utilizzano assegnazioni di frequenza diverse, spesso intorno a 868 MHz, e standard di contatori del tutto differenti. Le indicazioni qui riportate riguardano specificamente le installazioni nordamericane.

Cos'è un ERT?

ERT sta per Encoder Receiver Transmitter — la famiglia di terminali di lettura automatica dei contatori di Itron. Un ERT è il modulo radio montato sul o nel contatore, che legge il registro e trasmette il valore in modo che un veicolo di passaggio o un collettore fisso possano registrarlo senza che nessuno debba avvicinarsi al contatore.

I moduli ERT sono installati su tutti e tre i tipi di utenza. I contatori elettrici di solito hanno la radio integrata nel corpo del contatore; quelli del gas e dell'acqua più spesso hanno un modulo separato fissato al totalizzatore, perché questi contatori non hanno una fonte di alimentazione propria e il modulo funziona con una batteria a lunga durata.

SCM, SCM+ e IDM

Questi sono i formati di messaggio inviati da un ERT, non radio diverse. Le differenze contano soprattutto per il software che esegue la decodifica.

• SCM (Standard Consumption Message) è il formato classico e più diffuso. Include l'ID dell'endpoint, un contatore di consumo cumulativo, il tipo di risorsa e i flag di manomissione.
• SCM+ è un formato successivo che trasporta sostanzialmente le stesse informazioni con una struttura di pacchetto diversa. Gli endpoint più recenti tendono a inviarlo.
• IDM (Interval Data Message) è quello più interessante: invece di un unico totale progressivo, trasporta una serie di intervalli recenti oltre al totale, quindi un singolo pacchetto ricevuto descrive l'andamento del consumo nel periodo precedente, non solo un istante.

R900 e contatori dell'acqua

R900 è il protocollo degli endpoint di Neptune, usato ampiamente sui contatori dell'acqua e anche nella stessa banda a 900 MHz. Come i formati ERT, include un ID dell'endpoint e un volume cumulativo e, come quelli, viene trasmesso in chiaro.

I contatori dell'acqua sono i più attenti alla batteria dei tre, quindi i loro endpoint sono spesso i meno loquaci: un intervallo più lungo tra le trasmissioni è normale e non indica una configurazione errata.

Riferimento dei protocolli

Con quale frequenza trasmette un contatore?

In genere ogni 30 secondi o qualche minuto, a seconda del tipo di endpoint e di come l'ente lo ha configurato. Gli endpoint elettrici, che hanno l'alimentazione di rete, sono generalmente i più frequenti; gli endpoint a batteria per gas e acqua trasmettono meno spesso per prolungarne la durata.

Nulla di ciò che fai lo velocizza. Si tratta di trasmissioni unidirezionali secondo la pianificazione dell'endpoint: un ricevitore non può interrogare un contatore e Utilify non trasmette assolutamente nulla.

Perché alcuni contatori non si possono leggere

Non tutti i contatori sono ricevibili, ed è utile saperlo prima di spendere denaro in hardware. Alcuni enti sono passati a reti AMI mesh con payload cifrati, dove il traffico c'è ma non è leggibile. Alcuni endpoint usano formati proprietari che nessun decodificatore aperto gestisce. E i vecchi contatori meccanici senza radio non trasmettono nulla.

Controllare sul quadrante del contatore la sigla ERT, oppure chiedere semplicemente al gestore quale endpoint ha installato, evita molte congetture.

Che cosa significano realmente le letture

Il valore di consumo in questi messaggi è un contatore cumulativo, come un contachilometri, e non una velocità. Il consumo in un intervallo è la differenza tra due letture, e l'unità è scalata per endpoint: chilowattora per l'elettrico, centinaia di piedi cubi o metri cubi per il gas, galloni o piedi cubi per l'acqua. Confrontare una giornata acquisita con una cifra nota in bolletta è il modo affidabile per individuare il moltiplicatore del proprio contatore.

I valori ricevuti via radio hanno solo valore informativo. Considera la tua bolletta ufficiale come documento di riferimento.

Ricevere i dati del proprio contatore

Utilify decodifica i pacchetti SCM e R900 della maggior parte dei contatori intelligenti elettrici e del gas nordamericani su 912 MHz, li memorizza in un database SQLite locale sul dispositivo e li confronta con la temperatura storica. Si limita a ricevere ed è concesso in licenza per monitorare contatori di proprietà dell'utente o per cui ha un'autorizzazione esplicita. Per la configurazione pratica, vedi la guida passo passo a RTL-SDR.