Częstotliwości i protokoły inteligentnych liczników

Większość liczników prądu, gazu i wody w Ameryce Północnej nadaje w paśmie ISM 902–928 MHz. Powszechne formaty wiadomości to rodzina ERT firmy Itron — SCM, SCM+ i IDM — oraz R900 firmy Neptune dla wody. Każda wiadomość zawiera identyfikator licznika i skumulowany stan zużycia, wysyłany niezaszyfrowany co kilka sekund do kilku minut.

Na jakiej częstotliwości nadają inteligentne liczniki?

W Stanach Zjednoczonych i Kanadzie punkty końcowe liczników działają w paśmie ISM 902–928 MHz, a większość ruchu związanego ze zużyciem skupia się w jego środku. Praktyczne odbiorniki zwykle nastawia się na pobliże 912 MHz, bo dzięki temu obejmują większość aktywności naraz.

Pasmo jest bez licencji i współdzielone, więc liczniki współistnieją tam z telefonami bezprzewodowymi, telemetrią przemysłową i długą listą innych urządzeń małej mocy. Dlatego odbiornik w gęsto zabudowanej okolicy odbiera dziesiątki punktów końcowych: liczniki wszystkich nadają w tym samym wycinku widma, a żadna wiadomość nie jest adresowana do konkretnego odbiorcy.

Europa i duża część pozostałego świata korzystają z innych przydziałów częstotliwości, zwykle w okolicach 868 MHz, oraz zupełnie innych standardów liczników. Opisane tu wskazówki dotyczą wyłącznie wdrożeń w Ameryce Północnej.

Czym jest ERT?

ERT to skrót od Encoder Receiver Transmitter — rodzina punktów końcowych automatycznego odczytu liczników firmy Itron. ERT to moduł radiowy umieszczony na liczniku lub w jego wnętrzu, który odczytuje stan licznika i nadaje wartość, dzięki czemu przejeżdżający pojazd lub stały kolektor może ją zarejestrować bez podchodzenia kogokolwiek do licznika.

Moduły ERT montuje się we wszystkich trzech rodzajach mediów. Liczniki prądu zwykle mają radio wbudowane w obudowę licznika; liczniki gazu i wody częściej mają osobny moduł przymocowany do odczytu, ponieważ te liczniki nie mają własnego źródła zasilania, a moduł działa na długowieczną baterię.

SCM, SCM+ i IDM

To są formaty wiadomości wysyłane przez ERT, a nie różne radia. Różnice mają znaczenie przede wszystkim dla oprogramowania, które wykonuje dekodowanie.

• SCM (Standard Consumption Message) to klasyczny i najczęściej spotykany format. Zawiera identyfikator punktu końcowego, skumulowany licznik zużycia, typ medium oraz flagi ingerencji.
• SCM+ to późniejszy format, który przenosi w zasadzie te same informacje z inną strukturą pakietu. Nowsze punkty końcowe zwykle go wysyłają.
• IDM (Interval Data Message) to najciekawszy z nich: zamiast jednego narastającego sumarycznego odczytu przenosi serię ostatnich przedziałów czasowych obok sumy, więc pojedynczy odebrany pakiet opisuje przebieg zużycia w poprzednim okresie, a nie tylko chwilową wartość.

R900 i wodomierze

R900 to protokół punktów końcowych firmy Neptune, szeroko stosowany w wodomierzach, a także w tym samym paśmie 900 MHz. Podobnie jak formaty ERT, zawiera identyfikator punktu końcowego i skumulowaną objętość, i podobnie jak one jest nadawany bez szyfrowania.

Wodomierze są najbardziej oszczędne pod względem baterii z tej trójki, dlatego ich punkty końcowe często nadają najrzadziej. Dłuższa przerwa między transmisjami jest normalna i nie oznacza błędnej konfiguracji.

Zestawienie protokołów

Jak często licznik nadaje?

Zwykle co 30 sekund lub kilka minut, w zależności od typu punktu końcowego i sposobu konfiguracji przez dostawcę. Punkty końcowe do liczników prądu, zasilane z sieci, są zazwyczaj najczęstsze; zasilane bateryjnie punkty gazowe i wodne nadają rzadziej, by wydłużyć czas pracy.

Nic, co zrobisz, tego nie przyspieszy. To jednokierunkowe nadawania według harmonogramu samego punktu końcowego: odbiornik nie może odpytać licznika, a Utilify nie nadaje absolutnie niczego.

Dlaczego niektórych liczników nie da się odczytać

Nie każdy licznik jest odbieralny i warto to wiedzieć, zanim wyda się pieniądze na sprzęt. Niektórzy dostawcy przeszli na siatkowe sieci AMI z szyfrowanymi danymi, gdzie ruch jest obecny, ale nieczytelny. Niektóre punkty końcowe używają zastrzeżonych formatów, których nie obsługuje żaden otwarty dekoder. A starsze mechaniczne liczniki bez radia nie nadają nic.

Sprawdzenie tarczy licznika pod kątem oznaczenia ERT lub po prostu zapytanie dostawcy energii, jaki endpoint zainstalowano, pozwala uniknąć wielu domysłów.

Co tak naprawdę oznaczają odczyty

Wartość zużycia w tych komunikatach to licznik narastający, podobny do drogomierza, a nie wartość chwilowa. Zużycie w danym przedziale to różnica między dwoma odczytami, a jednostka zależy od endpointu: kilowatogodziny dla prądu, setki stóp sześciennych lub metry sześcienne dla gazu, galony lub stopy sześcienne dla wody. Porównanie zarejestrowanego dnia ze znaną wartością z rachunku to pewny sposób na ustalenie mnożnika dla Twojego licznika.

Wartości odbierane drogą radiową mają charakter informacyjny. Miarodajnym zapisem jest oficjalny rachunek od dostawcy.

Odbiór danych z własnego licznika

Utilify dekoduje pakiety SCM i R900 z większości inteligentnych liczników prądu i gazu w Ameryce Północnej, działających na częstotliwości 912 MHz, zapisuje je w lokalnej bazie danych SQLite na urządzeniu i zestawia na wykresach z historyczną temperaturą. Aplikacja tylko odbiera dane i jest licencjonowana do monitorowania liczników, których jesteś właścicielem lub do których masz wyraźne upoważnienie. Instrukcję konfiguracji krok po kroku znajdziesz w przewodnik krok po kroku dotyczący RTL-SDR.