För
- Mätpunkter utan kabelväg, till exempel i befintliga byggnader
- Spridda fastigheter med en gemensam gateway
- Efterinstallationer där ingen kabel längre kan dras
- Kvarts- eller timvärden som målupplösning
- TTN-mall finns, avkodare offentlig på GitHub
Produkter/ EMU Professional II/ LoRa
Gränssnitt · EMU Professional II
LoRa på EMU Professional II: LoRaWAN, TTN och payload-avkodare
Radio i det licensfria EU868-bandet, räckvidd i stället för datahastighet, mätare som sänder på eget initiativ. Den här sidan förklarar hur LoRa och LoRaWAN hänger ihop, varför duty cycle styr takten och hur TTN-mallen och vår avkodare ger dig läsbara värden utan egen programmering.
Principen
Hur fungerar LoRa?
Två begrepp blandas ständigt ihop. LoRa är radiotekniken – en spread spectrum-modulering som sprider ut en smal signal så brett att den uppfattas även under brusnivån. Det ger räckvidd på bekostnad av datahastighet. LoRaWAN är nätverksprotokollet ovanpå: gateways, nätverksserver, kryptering, anslutningsprocedur.
Logiken skiljer sig från M-Bus och Modbus: ingen master frågar mätaren. Mätaren skickar på eget initiativ ett litet paket i fast rytm, och en gateway inom radioräckvidd fångar upp det och vidarebefordrar det till nätverksservern. Efter varje sändning öppnar enheten kort två mottagningsfönster – det är klass A, det mest energisnåla driftläget.
I Europa sker det i det licensfria EU868-bandet. Licensfritt betyder inte regelfritt: det gäller en duty cycle-gräns som begränsar sändningstiden per enhet och timme. Därför är LoRa gjort för kvarts- eller timvärden och inte för sekundvärden.
Begrepp
LoRa
Radiotekniken. Spread spectrum-modulering, räckvidd på bekostnad av datahastighet.
LoRaWAN
Nätverksprotokollet: gateways, nätverksserver, nycklar, anslutning.
Spreading factor
SF7 till SF12. Högre betyder längre och robustare, men långsammare och med mer sändningstid.
Duty cycle
Lagstadgad begränsning av sändningstiden per enhet i det licensfria bandet.
klass A
Enheten sänder, därefter två korta mottagningsfönster. Det mest energisnåla läget.
OTAA
Anslutning via radio med DevEUI, JoinEUI och AppKey. Den rekommenderade vägen.
ABP
Fast programmerade sessionsnycklar. Enklare, men mindre säkert.
Payload
Paketets nyttodata – kompakt packade bytes, inte läsbar text.
Dataväg
Hur når mätvärdena från en LoRa-mätare målsystemet på ett säkert sätt?
Med egen nätverksserver eller direkt i Joulio-Web: mätaren ansluter via OTAA och alla mätvärden färdas krypterade från ände till ände. Det gäller både EMU Professional II LoRa och Helvatron-mätarna H2O och DELTA III. Gatewayerna vidarebefordrar bara.
Use case 1: extern nätverksserver med API
- Nycklar på platsVarje mätare känner till sin DevEUI, JoinEUI och den hemliga AppKey. Samma tre värden är registrerade i nätverksservern. AppKey skickas aldrig via radio.
- Join requestMätaren ansluter med DevEUI, JoinEUI och ett slumptal. Meddelandet är signerat med AppKey. Varje gateway inom räckvidd tar emot det, här båda.
- Vidarebefordran via LTE och LANGateway 1 skickar via sitt inbyggda SIM-modem, gateway 2 via LAN. Gatewayerna öppnar ingenting. Nätverksservern känner igen paketet som tagits emot två gånger och kasserar dubbletten.
- Join acceptNätverksservern kontrollerar signaturen, tilldelar en nätverksadress (DevAddr) och svarar, krypterat med AppKey, via den gateway som har bäst mottagning.
- SessionsnycklarMätaren och nätverksservern beräknar var för sig samma sessionsnycklar: NwkSKey för integriteten, AppSKey för mätvärdena. Ingen av dem överförs.
- Skicka mätvärdenEl-, vatten- och värmemätarna skickar sina värden med fast intervall, krypterade med AppSKey. Gatewayerna kan inte läsa innehållet.
- Kontrollera och avkodaNätverksservern kontrollerar signaturen, kasserar dubbletter, dekrypterar med AppSKey och omvandlar byten till kWh, m³ och värmemängd med payload-avkodaren.
- Vidarebefordran via APIDe avkodade värdena går via nätverksserverns API, till exempel REST, webhook eller MQTT, till styrsystem, debitering eller moln.
Use case 2: Joulio-Web med integrerad nätverksserver
- Nycklar på platsVarje mätare känner till sin DevEUI, JoinEUI och den hemliga AppKey. Samma tre värden är registrerade i Joulio-Web. AppKey skickas aldrig via radio.
- Join requestMätaren ansluter med DevEUI, JoinEUI och ett slumptal. Meddelandet är signerat med AppKey. Varje gateway inom räckvidd tar emot det, här båda.
- Vidarebefordran via LTE och LANGateway 1 skickar via sitt inbyggda SIM-modem, gateway 2 via LAN. Gatewayerna öppnar ingenting. Joulio-Web känner igen paketet som tagits emot två gånger och kasserar dubbletten.
- Join acceptJoulio-Web kontrollerar signaturen, tilldelar en nätverksadress (DevAddr) och svarar, krypterat med AppKey, via den gateway som har bäst mottagning.
- SessionsnycklarMätaren och Joulio-Web beräknar var för sig samma sessionsnycklar: NwkSKey för integriteten, AppSKey för mätvärdena. Ingen av dem överförs.
- Skicka mätvärdenEl-, vatten- och värmemätarna skickar sina värden med fast intervall, krypterade med AppSKey. Gatewayerna kan inte läsa innehållet.
- Kontrollera och avkodaJoulio-Web kontrollerar signaturen, kasserar dubbletter, dekrypterar med AppSKey och omvandlar byten till kWh, m³ och värmemängd med payload-avkodaren.
- Direkt i Joulio-WebJoulio-Web hanterar nycklarna själv och använder värdena direkt för dashboards, lastprofil och driftkostnadsavräkning. Tredjepartssystem ansluts via Joulio-Webs API.
Integration
Hur avkodar jag LoRa-payloaden från en elmätare?
Det som kommer fram till nätverksservern är först ett kort block av bytes. För att göra det till ”aktiv energi uttag, tariff 1, 128 431 kWh” behöver du en payload-avkodare: en liten kodsnutt som plockar isär bytena enligt enhetens payloadstruktur.
Det är precis här LoRa-projekt oftast fallerar – inte på radiolänken, utan för att avkodaren skrevs för hand och aldrig dokumenterades. Därför levererar vi den färdig.
The Things Network
I TTN-nätverket finns EMU Professional II LoRa direkt som mall. Skapa enheten, välj mallen, ange nycklarna – avkodaren följer med. I det vanligaste fallet är saken därmed helt avklarad.
Andra nätverksservrar
För integration i andra system finns avkodaren på GitHub. Med följer två verktyg som körs direkt i webbläsaren: en payload-avkodare för att kontrollera ett mottaget paket och en payload-generator för att skapa testpaket innan den första mätaren är monterad. Båda sparar felsökning på plats.
Verktyg
GITLoRa decoderemuag/professional_II_lora WEBPayload-avkodareKontrollera mottaget paket WEBPayload generatorSkapa testpaket
Testa före montering
Med payload-generatorn kan hela kedjan från nätverksserver till målsystem byggas och kontrolleras innan en enda mätare hänger i schaktet. Det flyttar felsökningen från källaren till skrivbordet.
Radioplanering
Vilken räckvidd når LoRa i byggnader?
Spreading factor
En högre spreading factor ger räckvidd och robusthet, men förlänger sändningstiden och använder därmed mer av den tillåtna duty cycle. Mätare i källaren hamnar ofta på SF11 eller SF12, mätare med fri sikt på SF7.
Byggnadsförhållanden
Armerad betong, jord och platåtsdörrar kostar mer signalnivå än någon avståndsangivelse antyder. En mätare 30 m bort i källaren är svårare än en 2 km bort med fri sikt mot gatewayen.
Mät i förväg
En testenhet på den planerade monteringsplatsen säger mer än alla beräkningar. För spridda fastigheter lönar sig en rundvandring med mätningar innan gateways monteras permanent.
När det passar
När är LoRa rätt gränssnitt?
Emot
- Sekundvärden eller regleruppgifter – duty cycle utesluter det
- Stora datamängder per avläsning
- Garanterad leverans vid en fast tidpunkt
- Djupt liggande mätpunkter utan radioväg ut
- Anläggningar där M-Bus eller Ethernet ändå finns
Dokument
Manualer och datablad för nedladdning
Den här sidan förklarar principen. Registerlistor, telegramuppbyggnad, plintbeläggning och exakta parametrar för varje variant finns i gränssnittsmanualen.
PDFManual för LoRa-gränssnittet1490 · payloadstruktur · engelska GITLoRa decoderemuag/professional_II_lora GITPayload generatorKällkod på GitHub WEBPayload-avkodareKörs i webbläsaren WEBPayload generatorKörs i webbläsaren PDFDatablad Professional II1441 · engelska
Vanliga frågor
Vanliga frågor om gränssnittet
Vad är skillnaden mellan LoRa och LoRaWAN?
LoRa är radiotekniken – en spread spectrum-modulering som byter datahastighet mot räckvidd. LoRaWAN är nätverksprotokollet ovanpå, med gateways, nätverksserver, kryptering och anslutningsprocedur. I praktiken behöver du båda.
Finns det en färdig mall för The Things Network?
Ja. I TTN-nätverket finns EMU Professional II LoRa direkt som mall. Skapa enheten, välj mallen, ange nycklarna – payload-avkodaren följer med.
Hur integrerar jag mätaren i en annan nätverksserver?
Via avkodaren som vi tillhandahåller på GitHub. Dessutom finns en payload-avkodare och en payload-generator som webbverktyg: med avkodaren kontrollerar du ett mottaget paket, med generatorn skapar du testpaket för att bygga kedjan innan den första mätaren är monterad.
Hur ofta sänder en LoRa-mätare?
I fast rytm, inte på begäran. Takten följer duty cycle i det licensfria EU868-bandet, som begränsar sändningstiden per enhet och timme. Därför passar LoRa för kvarts- och timvärden, inte för sekundvärden eller regleruppgifter.
Vilken räckvidd uppnår jag?
Det beror på platsen, inte på en siffra i ett datablad. Armerad betong, jord och platåtsdörrar kostar betydligt mer signalnivå än avstånd. En mätare 30 m bort i källaren kan vara svårare än en 2 km bort med fri sikt. En mätning på den planerade monteringsplatsen slår alla beräkningar.
OTAA or ABP?
OTAA, anslutning via radio med DevEUI, JoinEUI och AppKey, är den rekommenderade vägen: sessionsnycklarna förhandlas vid anslutningen. ABP arbetar med fast programmerade nycklar – enklare att sätta upp, men mindre säkert och krångligare vid mätarbyte.
Osäker på om LoRa passar?
Skicka oss antalet mätpunkter, avstånden och målsystemet. Vi säger vilken variant som är vettig – och när ett annat gränssnitt är det bättre valet.
Telefon
+41 (0)41 545 03 00
Teknisk support
helpdesk@emuag.ch
Beställningar Schweiz
orders@emuag.ch