XXIII. Zähler-Fachtagung LoRA Funktechnologie mit Reichweite

Transkript

1 XXIII. Zähler-Fachtagung LoRA Funktechnologie mit Reichweite DZG Metering GmbH

2 Seite 2 Internet of Things (IoT)

3 Seite 3 Eine Einordnung

4 Systemarchitektur Reichweite Urban 2 km Land 15 km Enabling world wide mobility for the IoT Komponenten LoRA Gateways(Konzentratoren) LoRA Nodes (Endpunkte) Datenraten 250 bps@sf_12, 51 bytes 1.76 kbps@sf_9, 115 bytes 5.5 kbps@sf_7, 242 bytes Effektiv (1% duty cycle): ~DR * 10-1 Netzwerk Architektur Star-Topologie Unicast oder Multicast End to end Seite 4

5 Security Quelle: Seite 5

6 Technologie Hardware Extreme Reichweite bei günstiger Hardware FSK: 8-10dB über Noise Floor LoRa: -19.5dB unter Noise Floor Patentiertes Spread-Spektrum Verfahren, nutzt die gesamte Bandbreite Robust gegen Störungen (Noise, Interference, Jamming) Energieeffizient Chips für viele ISM/SRD Bänder weltweit verfügbar 169/433/868 Hersteller Semtech, Microchip, HopeRF, Dorji Seite 6

7 Geräteklassen Class A ( all ) Batteriebetriebene Sensoren, z.b. Zählermodule Nach jedem Uplink, 2 Downlink Receive Windows Class B ( beacon ) Batteriebetriebene Sensoren/Aktuatoren Feste Zeitslots für Downlink Receive Windows Class C ( continuous ) 230V versorgte Geräte Permanent abfragbar Seite 7

8 LoRA-WAN Concentrator Packet Forwarder IP LoRa LoRa IP Kein Netzwerkmanagement Multi Channel Receiver Geräte Kerlink IoT Station Lorank8 TTN Gateway Seite 8

9 Netzwerk-Server Neues Modul des Relay Servers Empfang und Decodierung von LoRa-Daten Konfiguration von LoRa-Parametern der Nodes Monitoring von Statusinformationen Batteriezustand Qualität der Funkverbindung Abarbeitung von Kommunikationsaufträgen Gerätekonfiguration ändern Read/Write Operationen [Firmware Update] Vorteile gegenüber anderen Server-Lösungen Keine Gebühren für den Betrieb des Netzwerks Volle Kontrolle über die mögliche Bandbreite Seite 9

10 Dual-Stack (LoRA & wmbus) Problem: Verkabelung in Bestandsanlagen Chance: LoRa Hardware auch für wmbus nutzbar Funktionsprinzip Etagensammler für 868MHz wmbus-zähler Weiterleitung der Zählerdaten über LoRa Entgegennahme der LoRa Daten im Concentrator Weiterleitung der LoRa Daten A) an Applikation Server B) an SMGW SML LoRa wmbus RS485 Radio Linux Concentrator SML LoRa wmbus RS485 Radio ARM Cortex-M Node Seite 10

11 Produkte Basiszähler SLP und RLM Moderne Messeinrichtung (LMN-PlugIn) Hutschienenzähler Kommunikationsmodul Klemmdeckel Kommunikationsmodule Hutschiene 10/100 Mbit Ethernet 2.4 GHz WiFi GPRS & LTE LoRa (868MHz Funksystem) Relay Server EMT Funktion LoRaWAN Backend Seite 11

12 Produktmerkmale Moderne Messeinrichtung DWS74 Display Basiszähler Nach FNN LH - Optische Schnittstelle - Bedientaste Historische Verbrauchswerte 24 Monate Klemmenblock mit Datenschnittstelle für Modulare Erweiterungen Produktmerkmale - 3x230/400v, 5(100)A - einphasiger Betrieb an L3-1 oder 2 Energierichtungen - 1 oder 2-Tarif (Tarifklemmen 13,15) - Zusatzklemmen UL3, N Seite 12 DxS74 gesetzeskonforme Elektrizitätszähler moderne Messeinrichtung

13 Modulare Erweiterbarkeit Wired Plugin Interfaces -LMN nach FNN LH Basiszähler -Standard RS485 -Zwei RJ12 Anschlüsse für Busvernetzung weiterer Zähler Wireless Plugin Interfaces - LoRA - wmbus Seite 13 DxS74 gesetzeskonforme Elektrizitätszähler moderne Messeinrichtung

14 Integration aller Energiearten Basiszähler LoRaMOD-R4 LMN/TLS (RS485) wmbus (LoRa) Moderne Messeinrichtung DWS74 Seite 14

15 App Bridge Zähler LoRaMOD-R4 LoRaMOD-R4 GPRS-Modem LoRa IEC1107(RS485) IEC1107(RS485) IEC1107 VD (ca.6kb) komprimierte Rohdaten 500 Byte VD (ca.6kb) Rohdaten - Verrechnungsdatensatz - Tageslastgang Rohdaten Komplette Datensätze (z.b. Verrechnungsdaten) Datenstrom Request Datensatz Request Komprimierter Datensatz Request Datenstrom Δt ca. 6s (bei 9600 Baud) Δt < 1s Seite 15

16 App Drive/Walk By Basiszähler LoRaMOD-R4 LMN/TLS (RS485) wmbus (LoRa) Moderne Meseinrichtung DWS74 Seite 16

17 App Home Display Moderne Meseinrichtung DWS74 LoRa wmbus (LoRa) Seite 17

18 App BZ-Direct-Netzwerk Basiszähler 1 LoRaMOD-R4 ( SMGW ) LMN/TLS (RS485) LoRa LoRaMOD-R4 ( BZ ) SMGW Basiszähler n LMN/TLS (RS485) LoRaMOD-R4 LMN/TLS (RS485) Seite 18

19 App BZ-LoRA-WAN-Netzwerk Moderne Messeinrichtung DWS74 LoRa GW ( BZ ) 1 SMGW LoRa-WAN LMN/TLS (RS485) n Seite 19

20 LoRA Alliance Quelle: Seite 20

21 Starter Kit Basiszähler/Moderne Messeinrichtung Kommunikationsmodule LoRaMOD-R4 LoRa-WAN Konzentrator (mobile) Nutzung Netzwerk-Server LoRa-WAN Konzentrator Unterstützung Planung/Projektierung Schulung Seite 21

22 Seite 22 Herzlichen Dank!