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Schnittstelle · EMU Professional II
Funk im lizenzfreien EU868-Band, Reichweite statt Datenrate, Zähler, die von sich aus senden. Hier steht, wie LoRa und LoRaWAN zusammenhängen, warum der Duty Cycle die Taktung bestimmt und wie Sie mit dem TTN-Template und unserem Decoder ohne eigene Programmierung zu lesbaren Messwerten kommen.
Das Prinzip
Zwei Begriffe werden ständig vermischt. LoRa ist das Funkverfahren – eine Spreizbandmodulation, die ein schmales Signal so weit auffächert, dass es noch unter dem Rauschen erkannt wird. Das erkauft Reichweite mit Datenrate. LoRaWAN ist das Netzwerkprotokoll darüber: Gateways, Netzserver, Verschlüsselung, Beitrittsverfahren.
Die Logik ist eine andere als bei M-Bus oder Modbus: Kein Master fragt den Zähler ab. Der Zähler sendet von sich aus in festem Rhythmus ein kleines Paket, ein Gateway in Funkreichweite fängt es auf und leitet es an den Netzserver weiter. Nach jedem Senden öffnet das Gerät kurz zwei Empfangsfenster – das ist Klasse A, der sparsamste Betriebsmodus.
In Europa läuft das im lizenzfreien Band EU868. Lizenzfrei heisst nicht regellos: Es gilt eine Duty-Cycle-Begrenzung, die Sendezeit je Gerät und Stunde beschränkt. Das ist der Grund, warum LoRa für Viertelstunden- oder Stundenwerte gemacht ist und nicht für Sekundenwerte.
LoRa
Das Funkverfahren. Spreizbandmodulation, Reichweite auf Kosten der Datenrate.
LoRaWAN
Das Netzwerkprotokoll: Gateways, Netzserver, Schlüssel, Beitritt.
Spreizfaktor
SF7 bis SF12. Höher heisst weiter und robuster, aber langsamer und mit mehr Sendezeit.
Duty Cycle
Gesetzliche Begrenzung der Sendezeit je Gerät im lizenzfreien Band.
Klasse A
Gerät sendet, danach zwei kurze Empfangsfenster. Sparsamster Modus.
OTAA
Beitritt über die Luft mit DevEUI, JoinEUI und AppKey. Der empfohlene Weg.
ABP
Fest einprogrammierte Sitzungsschlüssel. Einfacher, aber weniger sicher.
Payload
Die Nutzdaten des Pakets – kompakt gepackte Bytes, kein lesbarer Text.
Datenweg
Ob mit eigenem Network Server oder direkt in Joulio-Web: Der Zähler meldet sich per OTAA an, und alle Messwerte reisen Ende-zu-Ende verschlüsselt. Das gilt für den EMU Professional II LoRa ebenso wie für die Helvatron-Zähler H2O und DELTA III. Die Gateways leiten nur weiter.
Integration
Was beim Netzserver ankommt, ist zunächst ein kurzer Byte-Block. Damit daraus „Wirkenergie Import, Tarif 1, 128’431 kWh“ wird, braucht es einen Payload-Decoder: ein kleines Stück Code, das die Bytes gemäss dem Payload-Aufbau des Geräts zerlegt.
Genau hier scheitern LoRa-Projekte am häufigsten – nicht an der Funkstrecke, sondern daran, dass der Decoder von Hand geschrieben und nie dokumentiert wurde. Deshalb stellen wir ihn fertig bereit.
Im TTN-Netzwerk steht der EMU Professional II LoRa als Template direkt zur Verfügung. Gerät anlegen, Template wählen, Schlüssel eintragen – der Decoder ist dabei. Für den häufigsten Fall entfällt das Thema damit vollständig.
Für die Integration in weitere Systeme liegt der Decoder auf GitHub. Dazu kommen zwei Werkzeuge, die direkt im Browser laufen: ein Payload-Decoder, um ein empfangenes Paket zu prüfen, und ein Payload-Generator, um Testpakete zu erzeugen, bevor der erste Zähler montiert ist. Beides erspart die Fehlersuche an der Anlage.
GITLoRa Decoderemuag/professional_II_lora WEBPayload DecoderEmpfangenes Paket prüfen WEBPayload GeneratorTestpakete erzeugen
Mit dem Payload-Generator lässt sich die gesamte Kette vom Netzserver bis ins Zielsystem aufbauen und prüfen, bevor ein einziger Zähler im Schacht hängt. Das verlagert die Fehlersuche vom Keller an den Schreibtisch.
Funkplanung
Ein höherer Spreizfaktor bringt Reichweite und Robustheit, verlängert aber die Sendezeit und verbraucht damit mehr vom zulässigen Duty Cycle. Zähler im Keller landen oft bei SF11 oder SF12, Zähler mit Sichtverbindung bei SF7.
Stahlbeton, Erdreich und Schaltschranktüren aus Metall kosten mehr Pegel als jede Entfernungsangabe vermuten lässt. Ein Zähler 30 m entfernt im Untergeschoss ist schwieriger als einer 2 km entfernt mit Sicht aufs Gateway.
Ein Testgerät am geplanten Montageort sagt mehr als jede Berechnung. Bei verteilten Liegenschaften lohnt sich eine Begehung mit Messung, bevor Gateways fix montiert werden.
Einordnung
Dokumente
Diese Seite erklärt das Prinzip. Registerlisten, Telegrammaufbau, Klemmenbelegung und die genauen Parameter der jeweiligen Ausführung stehen im Schnittstellen-Handbuch.
PDFHandbuch LoRa-Schnittstelle1490 · Payload-Aufbau · Deutsch GITLoRa Decoderemuag/professional_II_lora GITPayload GeneratorQuelle auf GitHub WEBPayload DecoderIm Browser ausführbar WEBPayload GeneratorIm Browser ausführbar PDFDatenblatt Professional II1440 · Deutsch
Häufige Fragen
LoRa ist das Funkverfahren – eine Spreizbandmodulation, die Reichweite gegen Datenrate tauscht. LoRaWAN ist das Netzwerkprotokoll darüber, mit Gateways, Netzserver, Verschlüsselung und Beitrittsverfahren. In der Praxis braucht man beides.
Ja. Im TTN-Netzwerk steht der EMU Professional II LoRa als Template direkt zur Verfügung. Gerät anlegen, Template wählen, Schlüssel eintragen – der Payload-Decoder ist dabei.
Über den Decoder, den wir auf GitHub bereitstellen. Dazu gibt es einen Payload-Decoder und einen Payload-Generator als Web-Werkzeuge: mit dem Decoder prüfen Sie ein empfangenes Paket, mit dem Generator erzeugen Sie Testpakete, um die Kette aufzubauen, bevor der erste Zähler montiert ist.
In festem Rhythmus, nicht auf Abruf. Die Taktung richtet sich nach dem Duty Cycle im lizenzfreien EU868-Band, der die Sendezeit je Gerät und Stunde begrenzt. Dadurch eignet sich LoRa für Viertelstunden- und Stundenwerte, nicht für Sekundenwerte oder Regelungsaufgaben.
Das hängt am Standort, nicht an einer Zahl im Datenblatt. Stahlbeton, Erdreich und metallische Schaltschranktüren kosten deutlich mehr Pegel als Entfernung. Ein Zähler 30 m entfernt im Untergeschoss kann schwieriger sein als einer in 2 km mit Sichtverbindung. Eine Messung am geplanten Montageort ist jeder Berechnung überlegen.
OTAA, der Beitritt über die Luft mit DevEUI, JoinEUI und AppKey, ist der empfohlene Weg: Die Sitzungsschlüssel werden beim Beitritt ausgehandelt. ABP arbeitet mit fest einprogrammierten Schlüsseln – einfacher einzurichten, aber weniger sicher und beim Zählerwechsel umständlicher.
Schicken Sie uns Anzahl Messpunkte, Entfernungen und das Zielsystem. Wir sagen Ihnen, welche Ausführung Sinn ergibt – und wann eine andere Schnittstelle die bessere Wahl wäre.
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