المنتجات/ EMU Professional II/ LoRa

الواجهة · EMU Professional II

عداد كهرباء مع LoRa: EMU Professional II مع LoRaWAN

بث لاسلكي في نطاق EU868 غير المرخّص، مدى بدلًا من معدل البيانات، وعدادات ترسل من تلقاء نفسها. تشرح هذه الصفحة كيف يرتبط LoRa وLoRaWAN، ولماذا تحدد دورة العمل التوقيت، وكيف يمنحك قالب TTN ومفكّك الترميز لدينا قيمًا مقروءة دون أي برمجة من جانبك.

تبديل الواجهة

M-Busقراءة العدادات عن بُعد عبر سلكين RS-485 / Modbus RTUناقل ميداني لأنظمة التحكم TCP/IPModbus TCP وMQTT على الشبكة LoRaلاسلكي دون تمديدات خاصة KNXاعتبارًا من الربع الأول 2027

ما هو عداد الكهرباء مع LoRa؟

يرسل عداد الكهرباء مع LoRa قراءاته لاسلكيًا عبر LoRaWAN إلى بوابة، ومنها إلى خادم شبكة مثل The Things Network أو ChirpStack. ولا حاجة إلى كابلات جديدة إلى العداد.

  • معتمد MID (الوحدة B+D)، الطاقة الفعالة الفئة B
  • LoRaWAN 1.0.3، الفئة C، EU 863–870 MHz، OTAA افتراضيًا
  • افتراضيًا كل 15 دقيقة: الطاقة الفعالة المسحوبة والمغذّاة، التعرفة 1 و2
  • هوائي داخلي، وموصل SMA اختياري لهوائي خارجي

أرقام الطلب

الطرازرقم المادةالمتجر
EMU Professional II 3/100 LoRa – توصيل مباشر 100 AP20A000LOالمتجر: EMU Professional II 3/100 LoRa P20A000LO →
EMU Professional II 3/100 LoRa مع هوائي خارجي – توصيل مباشر 100 AP20A000LEالمتجر: EMU Professional II 3/100 LoRa ext. Antenne P20A000LE →
EMU Professional II 3/5 LoRa – توصيل عبر محوّل التيارP21A000LOالمتجر: EMU Professional II 3/5 LoRa P21A000LO →
EMU Professional II 3/5 LoRa مع هوائي خارجي – توصيل عبر محوّل التيارP21A000LEالمتجر: EMU Professional II 3/5 LoRa ext. Antenne P21A000LE →

اطلب عبر الإنترنت من متجر EMU Metering.

المبدأ

كيف يعمل LoRa؟

مصطلحان يُخلط بينهما باستمرار. LoRa هو تقنية البث اللاسلكي – تعديل بالطيف المنتشر يوزّع إشارة ضيقة على نطاق واسع لدرجة أنها تُكتشف حتى تحت مستوى الضجيج. وهذا يمنح المدى على حساب معدل البيانات. أما LoRaWAN فهو بروتوكول الشبكة فوقه: البوابات، وخادم الشبكة، والتشفير، وإجراء الانضمام.

المنطق هنا يختلف عن M-Bus أو Modbus: لا يوجد جهاز رئيسي يستعلم من العداد. يرسل العداد حزمة صغيرة من تلقاء نفسه بإيقاع ثابت، وتلتقطها بوابة ضمن مدى البث وتمررها إلى خادم الشبكة. وبعد كل إرسال يفتح الجهاز لفترة قصيرة نافذتي استقبال – وهذه هي الفئة A، أكثر أنماط التشغيل توفيرًا.

في أوروبا يعمل ذلك في نطاق EU868 غير المرخّص. وغير المرخّص لا يعني دون قواعد: يسري حد دورة العمل الذي يقيّد زمن الإرسال لكل جهاز وساعة. ولهذا صُمم LoRa لقيم ربع الساعة أو الساعة، لا للقيم في كل ثانية.

المصطلحات

LoRa

تقنية البث اللاسلكي. تعديل بالطيف المنتشر، مدى على حساب معدل البيانات.

LoRaWAN

بروتوكول الشبكة: البوابات، وخادم الشبكة، والمفاتيح، والانضمام.

عامل الانتشار (Spreading Factor)

من SF7 إلى SF12. الأعلى يعني أبعد وأمتن، لكنه أبطأ ويحتاج زمن إرسال أطول.

دورة العمل (Duty Cycle)

حد قانوني لزمن الإرسال لكل جهاز في النطاق غير المرخّص.

الفئة A

يرسل الجهاز، ثم نافذتا استقبال قصيرتان. النمط الأكثر توفيرًا.

OTAA

الانضمام لاسلكيًا بـ DevEUI وJoinEUI وAppKey. الطريق الموصى به.

ABP

مفاتيح جلسة مبرمجة بشكل دائم. أبسط لكنها أقل أمانًا.

الحمولة (Payload)

البيانات المفيدة في الحزمة – بايتات مضغوطة، لا نص مقروء.

مسار البيانات

كيف تصل قراءات عداد LoRa إلى النظام المستهدف بأمان؟

سواء مع خادم شبكة خاص بك أو مباشرة إلى Joulio-Web: ينضم العداد عبر OTAA، وتنتقل جميع القراءات مشفّرة من طرف إلى طرف. وينطبق هذا على EMU Professional II LoRa وكذلك على عدادات Helvatron H2O وDELTA III. أما البوابات فتمرّر فقط.

حالة الاستخدام 1: خادم شبكة خارجي مع API

بث EU868BackhaulAPIتجاهُل النسخة المكررةProfessional II LoRaكهرباء · EMUHelvatron H2OمياهHelvatron DELTA IIIحرارةالبوابة 1مودم SIM (LTE)البوابة 2LANخادم الشبكةLNS + خادم الانضماممفكّك ترميز الحمولةنظام التحكمالفوترةالسحابة / BIفي العدادDevEUIJoinEUIAppKeyDevAddrNwkSKeyAppSKeyتأتي مفاتيح الجلسة بعد الانضمامفي البواباتلا مفاتيحتمرّر الحزم فقطفي خادم الشبكةDevEUIJoinEUIAppKeyDevAddrNwkSKeyAppSKeyتأتي مفاتيح الجلسة بعد الانضمام
  1. المفاتيح جاهزةيعرف كل عداد DevEUI الخاص به وJoinEUI وAppKey السري. والقيم الثلاث نفسها مسجّلة في خادم الشبكة. ولا يُرسَل AppKey لاسلكيًا أبدًا.
  2. طلب الانضمامينضم العداد بـ DevEUI وJoinEUI ورقم عشوائي. والرسالة موقّعة بـ AppKey. وتستقبلها كل بوابة ضمن المدى – وهنا كلتاهما.
  3. التمرير عبر LTE وLANترسل البوابة 1 عبر مودم SIM المدمج، والبوابة 2 عبر LAN. ولا تفتح البوابات أي شيء. ويتعرف خادم الشبكة على الحزمة المستلمة مرتين ويتجاهل النسخة.
  4. قبول الانضماميتحقق خادم الشبكة من التوقيع، ويخصّص عنوان شبكة (DevAddr)، ويردّ مشفّرًا بـ AppKey عبر البوابة ذات أفضل استقبال.
  5. مفاتيح الجلسةيشتق العداد وخادم الشبكة كلٌ على حدة مفاتيح الجلسة نفسها: NwkSKey للسلامة، وAppSKey للقراءات. ولا يُرسَل أي من المفتاحين.
  6. إرسال القراءاتترسل عدادات الكهرباء والمياه والحرارة قيمها على فترات ثابتة، مشفّرة بـ AppSKey. ولا تستطيع البوابات قراءة المحتوى.
  7. الفحص وفكّ الترميزيتحقق خادم الشبكة من التوقيع، ويتجاهل النسخ المكررة، ويفكّ التشفير بـ AppSKey، ويحوّل البايتات بمفكّك الحمولة إلى kWh وm³ وكمية حرارة.
  8. النقل عبر APIتذهب القيم المفكوكة إلى نظام التحكم أو الفوترة أو السحابة عبر API خادم الشبكة، مثل REST أو Webhook أو MQTT.

حالة الاستخدام 2: Joulio-Web مع خادم شبكة مدمج

بث EU868Backhaulالاستخدامتجاهُل النسخة المكررةProfessional II LoRaكهرباء · EMUHelvatron H2OمياهHelvatron DELTA IIIحرارةالبوابة 1مودم SIM (LTE)البوابة 2LANJoulio-WebLNS مدمجمفكّك الترميز + التحليللوحات المعلوماتتكاليف الخدماتAPI (اختياري)في العدادDevEUIJoinEUIAppKeyDevAddrNwkSKeyAppSKeyتأتي مفاتيح الجلسة بعد الانضمامفي البواباتلا مفاتيحتمرّر الحزم فقطفي Joulio-WebDevEUIJoinEUIAppKeyDevAddrNwkSKeyAppSKeyتأتي مفاتيح الجلسة بعد الانضمام
  1. المفاتيح جاهزةيعرف كل عداد DevEUI الخاص به وJoinEUI وAppKey السري. والقيم الثلاث نفسها مسجّلة في Joulio-Web. ولا يُرسَل AppKey لاسلكيًا أبدًا.
  2. طلب الانضمامينضم العداد بـ DevEUI وJoinEUI ورقم عشوائي. والرسالة موقّعة بـ AppKey. وتستقبلها كل بوابة ضمن المدى – وهنا كلتاهما.
  3. التمرير عبر LTE وLANترسل البوابة 1 عبر مودم SIM المدمج، والبوابة 2 عبر LAN. ولا تفتح البوابات أي شيء. ويتعرف Joulio-Web على الحزمة المستلمة مرتين ويتجاهل النسخة.
  4. قبول الانضماميتحقق Joulio-Web من التوقيع، ويخصّص عنوان شبكة (DevAddr)، ويردّ مشفّرًا بـ AppKey عبر البوابة ذات أفضل استقبال.
  5. مفاتيح الجلسةيشتق العداد وJoulio-Web كلٌ على حدة مفاتيح الجلسة نفسها: NwkSKey للسلامة، وAppSKey للقراءات. ولا يُرسَل أي من المفتاحين.
  6. إرسال القراءاتترسل عدادات الكهرباء والمياه والحرارة قيمها على فترات ثابتة، مشفّرة بـ AppSKey. ولا تستطيع البوابات قراءة المحتوى.
  7. الفحص وفكّ الترميزيتحقق Joulio-Web من التوقيع، ويتجاهل النسخ المكررة، ويفكّ التشفير بـ AppSKey، ويحوّل البايتات بمفكّك الحمولة إلى kWh وm³ وكمية حرارة.
  8. مباشرة إلى Joulio-Webيحتفظ Joulio-Web بالمفاتيح بنفسه ويستخدم القيم مباشرة للوحات المعلومات ومنحنيات الحمل وكشوف تكاليف الخدمات. ويمكن لأنظمة الأطراف الثالثة الاتصال عبر API الخاص بـ Joulio-Web.

التكامل

كيف أفكّ ترميز حمولة LoRa لعداد الكهرباء؟

ما يصل إلى خادم الشبكة هو في البداية كتلة قصيرة من البايتات. ولتحويلها إلى «الطاقة الفعالة المسحوبة، التعرفة 1، 128,431 kWh» تحتاج إلى مفكّك ترميز الحمولة: جزء صغير من الشيفرة يفكّك البايتات وفق بنية حمولة الجهاز.

وهنا بالضبط تتعثر مشاريع LoRa غالبًا – لا بسبب الاتصال اللاسلكي، بل لأن مفكّك الترميز كُتب يدويًا ولم يُوثّق أبدًا. لذلك نوفّره جاهزًا.

The Things Network

في شبكة TTN يتوفر EMU Professional II LoRa مباشرة كقالب. أنشئ الجهاز، واختر القالب، وأدخل المفاتيح – ويأتي مفكّك الترميز معه. وفي الحالة الأكثر شيوعًا هذا كل ما في الأمر.

خوادم الشبكات الأخرى

للدمج في أنظمة أخرى يوجد مفكّك الترميز على GitHub. ويأتي مع أداتين تعملان مباشرة في المتصفح: مفكّك حمولة لفحص حزمة مستلمة، ومولّد حمولة لإنشاء حزم اختبار قبل تركيب أول عداد. وكلتاهما توفّر عناء تحديد المشكلات في الموقع.

الأدوات

GITمفكّك ترميز LoRaemuag/professional_II_lora ويبمفكّك ترميز الحمولةفحص حزمة مستلمة ويبمولّد الحمولةإنشاء حزم اختبار

الاختبار قبل التركيب

بفضل مولّد الحمولة يمكن بناء السلسلة بأكملها من خادم الشبكة إلى النظام المستهدف وفحصها قبل أن يُركَّب أي عداد في الموقع. وبذلك ينتقل تحديد المشكلات من القبو إلى المكتب.

تخطيط البث

ما المدى الذي يحققه LoRa داخل المباني؟

عامل الانتشار (Spreading Factor)

عامل انتشار أعلى يمنح مدى ومتانة أكبر، لكنه يطيل زمن الإرسال وبالتالي يستهلك جزءًا أكبر من دورة العمل المسموحة. والعدادات في القبو غالبًا ما تعمل عند SF11 أو SF12، وذات خط الرؤية المباشر عند SF7.

الوضع الإنشائي

الخرسانة المسلحة والتربة وأبواب الخزائن المعدنية تُضعف الإشارة أكثر مما توحي به أي أرقام للمسافة. فالعداد الموجود على بعد 30 m في القبو أصعب وصولًا من عداد على بعد 2 km مع رؤية واضحة للبوابة.

القياس مسبقًا

جهاز اختبار في نقطة التركيب المخططة يقول أكثر من أي حساب. وفي العقارات الموزّعة تستحق جولة قياس العناء قبل تركيب البوابات بشكل دائم.

متى يناسب

متى يكون LoRa هو الواجهة المناسبة؟

ما يؤيده

  • نقاط قياس بلا مسار كابلات، مثلًا في المباني القائمة
  • عقارات موزّعة تتشارك بوابة واحدة
  • عمليات تحديث لم يعد فيها مدّ كابل ممكنًا
  • قيم ربع الساعة أو الساعة كدقة مستهدفة
  • قالب TTN متوفر، ومفكّك الترميز منشور على GitHub

ما يعارضه

  • القيم في كل ثانية أو مهام التحكم – دورة العمل تستبعد ذلك
  • كميات كبيرة من البيانات لكل قراءة
  • تسليم مضمون في توقيت ثابت
  • نقاط قياس عميقة دون مسار بث نحو الخارج
  • منشآت توجد فيها M-Bus أو Ethernet أصلًا

عرض M-Bus · عرض TCP/IP

المستندات

الأدلة وأوراق البيانات للتنزيل

تشرح هذه الصفحة المبدأ. أما قوائم السجلات وبنية البرقيات وتوزيع المرابط والمعاملات الدقيقة لكل طراز فموجودة في دليل الواجهة.

PDFدليل واجهة LoRa1490 · بنية الحمولة · بالإنجليزية GITمفكّك ترميز LoRaemuag/professional_II_lora GITمولّد الحمولةالمصدر على GitHub ويبمفكّك ترميز الحمولةيعمل في المتصفح ويبمولّد الحمولةيعمل في المتصفح PDFورقة بيانات Professional II1441 · بالإنجليزية

الأسئلة الشائعة

الأسئلة الشائعة حول الواجهة

هل عداد الكهرباء مع LoRa معتمد MID؟

نعم. EMU Professional II LoRa معتمد وفق MID (الوحدة B+D). والقيم التي يرسلها تأتي من ذاكرة منحنى الحمل وتحمل الطابع الزمني للإدخال.

ما الفرق بين LoRa وLoRaWAN؟

LoRa هو تقنية البث اللاسلكي – تعديل بالطيف المنتشر يقايض معدل البيانات بالمدى. وLoRaWAN هو بروتوكول الشبكة فوقه، مع البوابات وخادم الشبكة والتشفير وإجراء الانضمام. وفي الممارسة تحتاج إلى كليهما.

هل يوجد قالب جاهز لـ The Things Network؟

نعم. في شبكة TTN يتوفر EMU Professional II LoRa مباشرة كقالب. أنشئ الجهاز، واختر القالب، وأدخل المفاتيح – ويأتي مفكّك ترميز الحمولة معه.

كيف أدمج العداد في خادم شبكة آخر؟

عبر مفكّك الترميز الذي نوفّره على GitHub. ويوجد أيضًا مفكّك حمولة ومولّد حمولة كأدوات ويب: بالمفكّك تفحص حزمة مستلمة، وبالمولّد تنشئ حزم اختبار لبناء السلسلة قبل تركيب أول عداد.

كم مرة يرسل عداد LoRa؟

بإيقاع ثابت، لا عند الطلب. ويتبع التوقيت دورة العمل في نطاق EU868 غير المرخّص، التي تحدّ زمن الإرسال لكل جهاز وساعة. وهذا يجعل LoRa مناسبًا لقيم ربع الساعة والساعة، لا للقيم في كل ثانية أو مهام التحكم.

ما المدى الذي أحققه؟

يتوقف ذلك على الموقع، لا على رقم في ورقة بيانات. الخرسانة المسلحة والتربة وأبواب الخزائن المعدنية تُضعف الإشارة أكثر بكثير من المسافة. فالعداد على بعد 30 m في القبو قد يكون أصعب وصولًا من عداد على بعد 2 km مع خط رؤية مباشر. والقياس في نقطة التركيب المخططة أفضل من أي حساب.

OTAA أم ABP؟

OTAA، أي الانضمام لاسلكيًا بـ DevEUI وJoinEUI وAppKey، هو الطريق الموصى به: إذ يتم التفاوض على مفاتيح الجلسة عند الانضمام. أما ABP فيعمل بمفاتيح مبرمجة بشكل دائم – أبسط في الإعداد، لكنه أقل أمانًا وأكثر إزعاجًا عند استبدال العداد.

لست متأكدًا مما إذا كان LoRa مناسبًا؟

أرسل لنا عدد نقاط القياس والمسافات والنظام المستهدف. سنخبرك أي طراز مناسب – ومتى تكون واجهة أخرى الخيار الأفضل.

أرسل استفسارًا حول هذا المنتج

الهاتف
+41 (0)41 545 03 00

الدعم الفني
helpdesk [at] emuag.ch
نموذج الدعم →

الطلبات في سويسرا
orders [at] emuag.ch