Pravděpodobně nejvýznamnějším rysem nových, „chytrých“ elektronických měřidel se stává jejich schopnost vzájemné komunikace, která bude nutným předpokladem pro zavedení dalších služeb typu flexibilních tarifů či monitorování spotřeby v reálném čase. S takovým přístupem pak můžeme omezit výkonovou spotřebu a nabídnout odběratelům výrazné úspory, příp. dále zavést pohodlné odečty na dálku včetně řízení v době špičkového zatížení.
V současné době přicházíme do styku s vysokým počtem vf přístupů. Nabízí se proto zcela pochopitelná otázka: Který z nich se bude nejlépe hodit pro nejrůznější měřicí aplikace? Na to sice s největší pravděpodobností nedostaneme jednoznačnou odpověď, nicméně zde existují pádné důvody pro možnosti, se kterými přichází právě standard Wireless M-Bus. V následujícím textu se proto blíže seznámíme se dvěma moduly – modemy Panasonicu, které mohou vývoj bezdrátových aplikací výrazně zjednodušit.
Modul Panasonic s označením
- PAN7550
je nízkopříkonovým ISM modemem (Industrial, Scientific and Medical), určeným především pro kmitočtová pásma 868 MHz a 915 MHz. Energeticky nenáročný mikrokontrolér (MCU) zároveň umožňuje flexibilní nasazení v celé řadě bateriově napájených aplikací. Modem vyhoví specifikaci Wireless M-Bus v souladu s EN 13757-4.
Jednotku využijeme ve všech bezdrátových embedded aplikacích, zejména pak v rámci AMR (Automatic Meter Reading), lékařské elektroniky, bezdrátových senzorů, průmyslových zařízení, obousměrných RKE (Remote Keyless Entry), dálkových řídicích systémů, automobilových aplikací nebo též při řešení domácí automatizace.
Základní vlastnosti M-Bus modemu PAN7550:
-
Malé rozměry (13,7 mm x 32,0 mm x 2,85 mm) - Teplotní rozsah od -40 °C až do +85 °C
- Rozsah napájecího napětí od 1,8 V do 3,6 V
- Velmi malá proudová spotřeba, prodlužující výdrž baterie
- Dodatečná interní SPI EEPROM, 64 k
- UART a SPI
- Tři možnosti pro anténu: Single port 50 Ω, interní keramická či UFL plug
- 32 kByte + 256 Byte Flash a 1 kByte RAM
- IrDA enkodér a dekodér
- Operační zesilovač s možností konfigurace
- Brownout detektor
- Bootstrap loader
- 12kanálový, 10bitový A/D převodník s interní referencí + sample-and-hold, autoscan a Data Transfer Controller
- Timery (2 x 16 bitů) se šesti registry Capture / Compare
- Celkem 27 číslicových I/O linek s programovatelnými rezistory pullup / pulldown
Vysokofrekvenční možnosti PAN7550:
-
Programovatelná rychlost od 1,2 až do 500 kBaud (režim NRZ) - Vysoká citlivost typ. -109 dBm (1 % PER a 1,2 kBaud)
- Definovatelný výstupní výkon od -30 do +10 dBm
- Nízkopříkonové režimy
- Podpora 2-FSK, GFSK, MSK, OOK a ASK
- Programovatelný indikátor CS (Carrier Sense), Preamble Quality Indicator (PQI), Link Quality Indicator (LQI) a Clear Channel Assessment (CCA)
Bezdrátové vyčítání údajů z měřidel si s ohledem na malé datové objemy žádá komunikační protokoly s minimální režií. V této věci se při různých testech napříč Evropou osvědčil právě protokol Wireless M-Bus – kvazi standard pro „chytrá“ měřidla.
Dalším z prvků Panasonicu, který v tomto článku zmíníme, je proto 868 MHz modul
- PAN7580
s implementovanou Wireless M-Bus dle EN13757-4, podporující veškeré provozní režimy T1, T2, S1, S1-m, S2 a R2. Díky vhodnému mikrokontroléru s referenčním oscilátorem tak do rukou dostáváme cenově přijatelné řešení pro řadu datových linek a také sítí.
Zmiňovaný modul vyhoví CE (868 MHz). Pinově kompatibilní modem pro další aplikace, tentokrát s označením PAN4580, je rovněž dostupný v pásmu 2,4 GHz. Pro vývojové účely si lze ze stránek výrobce stáhnout PC suite, založenou na Javě.
Základní vlastnosti Wireless M-Bus modemu PAN7580 pro pásmo 868 MHz:
-
SMD provedení s malými rozměry (29,8 mm x 19,0 mm x 2,7 mm) - Anténa – single port 50 Ω, keramická nebo plug
- Nízkopříkonové režimy
- Vysoká citlivost typ. -101 dBm (T-mode) a -104 dBm (S-mode, 20 % Packet Error Rate)
- Max. Pout +13 dBm @ 868 MHz, programovatelný v rozsahu 20 dB
- Malé napájecí napětí 2,7 V až 3,6 V, typ. 3,0 V
- Provozní teplotní rozsah -40 °C až +85 °C
- Celkem 192 k Flash, 64 k využito pro WM-Bus Core
- 1 UART s HW Flow Control pro řízení nebo transpar. data
- 19 GPIO a až 18 A/D vstupů s 10bitovým A/D převodníkem pro rychlou a jednoduchou konverzi z analogových vstupů (teplota, tlak, měření kapalin) do číslicové oblasti
Možnosti firmware:
- Podpora všech režimů Wireless M-Bus dle EN13757-4:2005 (T1, T2, S1, S1-m, S2, R2)
- Protokoly aplikační vrstvy (EN13757-3, Dutch Smart Meter Requirements, Open Metering Specification)
- Počítá se rovněž s novými módy Wireless M-Bus dle EN13757-4:2010 (Compact Mode – C1, C2, Narrowband VHF – N1, N2, viz obr.)
Větší prostor pro vývojáře
Na praktické možnosti Wireless M-Bus a související řešení pro měřicí aplikace se v jednom ze svých bodů zaměřil i seminář „Connected World = Wireless World,“ pořádaný v Praze dne 23. dubna 2013 společností MSC. Jak již ostatně napovídá samotný název, tématem dne se staly bezdrátové technologie pro domácnost, průmyslové nasazení nebo též medicínské aplikace v kontextu vf systémů (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, SNAP, WM-Bus a dalších) s využitím pásma ISM.
Účastníci seminářů MSC, v naprosté většině vývojáři, zde ocenili malý podíl marketingových prezentací a tedy velký prostor pro své konkrétní technické dotazy.
Na fotografii z pražského workshopu „Connected World = Wireless World“ právě přednáší Pär Bergsten, CEO H&D Wireless – z toho je vidět, jak vysokou prioritu semináře pořádané MSC u výrobců mají
Pro bližší informace o nastíněných technologiích, konzultace či obchodní nabídky kontaktujte distributora, společnost MSC (www.msc-ge.com), na některé z e-mailových adres nebo telefonicky: praha@msc-ge.com / +420 251 561 130, blansko@msc-ge.com / +420 516 411 494 nebo zilina@msc-ge.com / +421 41 500 1243.
