Langattoman AMR–verkon etähallinta ja -luenta
Virtanen, Ville (2020)
Virtanen, Ville
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005047036
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005047036
Tiivistelmä
Tulevaisuudessa huoneistokohtainen vedenmittaus tulee olemaan yhä suuremmassa roolissa muuttuvan energiatehokkuusdirektiivin seurauksena. Huoneistokohtainen vedenmittaus toteutetaan kohteeseen asennettavan erillisen järjestelmän avulla ja lukemia hallitaan erillisen AMR-verkon välityksellä. Työn tavoitteena oli tutkia mahdollisuutta kehittää vedenmittausjärjestelmän AMR-verkon hallintaa ja luentaa. Työssä käytiin läpi AMR-verkon etähallintaan ja -luentaan soveltuvia komponentteja ja ominaisuuksia.
Ensimmäinen tutkimus liittyi laitteeseen, jolla Siemensin langattomaan vedenmittausjärjestelmään oli mahdollista päästä kytkeytymään etätyöpöydän tavoin. Sen tarkoituksena oli helpottaa kohteissa tehtäviä huoltoja rikkoutuneiden vesimittareiden vaihdon yhteydessä ja säästää asiakkaan kustannuksia erityisesti matkakustannuksissa. Tutkimuksessa tutkittiin mahdollisen komponentin soveltuvuuksia toimia yhtenä AMR-verkon jäsenenä, jonka tehtävänä oli hoitaa verkon tilan muutos uuden mittarin konfigurointia varten. Teknisesti salattu AMR-verkko ei antanut mahdollisuuksia muuttaa sen tilaa erillisestä verkon komponentista.
Työn toisena tavoitteena oli tutkia mahdollisuuksia lukea AMR-verkon lukematietoja useammin, jotta päästäisiin lähemmäksi reaaliaikaisia lukematietoja. Vaikka lukematietoja onnistuttiin lukemaan halutulla lähetystiheydellä, AMR-verkon sisäisen viiveen seurauksena täysin reaaliaikaisten lukematietojen tallentaminen ei ollut mahdollista. Mittareilta tulleet tiedot olivat verkon hitauden vuoksi ajallisesti edelleen noin yhden päivän viiveessä luentahetkestä. Komponentti luotiin alusta loppuun käyttämällä hyväksi yhdellä piirilevyllä varustettua Raspberry Pi 3 -pienoistietokonetta. Komponentista luotiin täysin itsenäinen, jolloin käyttäjän valvontaa laitteeseen ei tarvittu.
Tulevaisuudessa AMR-verkon etähallinta olisi mahdollista toteuttaa, jos yhteistyö valmistajan teknisten asiantuntijoiden kanssa olisi mahdollista. Etähallinta olisi merkittävää lisä jo olemassa olevien tuotteiden joukkoon sen monipuolisuutensa ansiosta. Hallinta mahdollistaisi verkon hallinnoinnin lisäksi verkon lukematietojen hakemisen, joka toteutetaan nyt erillisen komponentin avulla. Luentakomponenttiin on mahdollista suunnitella päivitetty versio elektroniikan osalta, jotta laitteesta saadaan entistä suorituskykyisempi. The thesis was commissioned by Pajavirta Ltd, which is a Finnish provider and support organization of Siemens wireless water metering systems. The aim of this thesis was to explore and develop the possibility of remote management and reading of the Automatic Meter Reading (AMR) network. The AMR network is used to control consumption data of water and energy meters wirelessly. Water and energy meters are sending their consumption data to AMR network. The thesis goes through components and features that are used to remotely access and read the AMR network.
To make it possible to add a new water meter to AMR network, it is necessary to change the configuration state of the network. The research carried out in this thesis was about trying out a device which was supposed to make the change possible without physically going to the maintenance destination. The device would have saved customers’ travel expenses and made the maintenances of broken water meters easier. As a result of this research, it was found out that the AMR network was technically encrypted so the change was not possible with a separate component inside the AMR network.
The other goal of the thesis was to explore possibilities to read the consumption values of water meters inside the AMR-network more often. The goal was to be able to retrieve more closer to real-time readings. Because of the delay inside the AMR network the consumption values of water meters can not be completely in real time. With information from the field, the network has approximately a delay of one day. As a result, the final component was created from the beginning to the end by utilizing a Raspberry Pi 3 minicomputer. Raspberry Pi 3 is a low cost minicomputer that runs Linux operating system and gives possibilities to implement for example Python programs from scratch. The software for reading the consumption values was created with Python programming language. Python is object-oriented, high-level programming language which was suitable for implement reading software due to its simplicity. The component was totally independent and there was no need for user control at all.
Ensimmäinen tutkimus liittyi laitteeseen, jolla Siemensin langattomaan vedenmittausjärjestelmään oli mahdollista päästä kytkeytymään etätyöpöydän tavoin. Sen tarkoituksena oli helpottaa kohteissa tehtäviä huoltoja rikkoutuneiden vesimittareiden vaihdon yhteydessä ja säästää asiakkaan kustannuksia erityisesti matkakustannuksissa. Tutkimuksessa tutkittiin mahdollisen komponentin soveltuvuuksia toimia yhtenä AMR-verkon jäsenenä, jonka tehtävänä oli hoitaa verkon tilan muutos uuden mittarin konfigurointia varten. Teknisesti salattu AMR-verkko ei antanut mahdollisuuksia muuttaa sen tilaa erillisestä verkon komponentista.
Työn toisena tavoitteena oli tutkia mahdollisuuksia lukea AMR-verkon lukematietoja useammin, jotta päästäisiin lähemmäksi reaaliaikaisia lukematietoja. Vaikka lukematietoja onnistuttiin lukemaan halutulla lähetystiheydellä, AMR-verkon sisäisen viiveen seurauksena täysin reaaliaikaisten lukematietojen tallentaminen ei ollut mahdollista. Mittareilta tulleet tiedot olivat verkon hitauden vuoksi ajallisesti edelleen noin yhden päivän viiveessä luentahetkestä. Komponentti luotiin alusta loppuun käyttämällä hyväksi yhdellä piirilevyllä varustettua Raspberry Pi 3 -pienoistietokonetta. Komponentista luotiin täysin itsenäinen, jolloin käyttäjän valvontaa laitteeseen ei tarvittu.
Tulevaisuudessa AMR-verkon etähallinta olisi mahdollista toteuttaa, jos yhteistyö valmistajan teknisten asiantuntijoiden kanssa olisi mahdollista. Etähallinta olisi merkittävää lisä jo olemassa olevien tuotteiden joukkoon sen monipuolisuutensa ansiosta. Hallinta mahdollistaisi verkon hallinnoinnin lisäksi verkon lukematietojen hakemisen, joka toteutetaan nyt erillisen komponentin avulla. Luentakomponenttiin on mahdollista suunnitella päivitetty versio elektroniikan osalta, jotta laitteesta saadaan entistä suorituskykyisempi.
To make it possible to add a new water meter to AMR network, it is necessary to change the configuration state of the network. The research carried out in this thesis was about trying out a device which was supposed to make the change possible without physically going to the maintenance destination. The device would have saved customers’ travel expenses and made the maintenances of broken water meters easier. As a result of this research, it was found out that the AMR network was technically encrypted so the change was not possible with a separate component inside the AMR network.
The other goal of the thesis was to explore possibilities to read the consumption values of water meters inside the AMR-network more often. The goal was to be able to retrieve more closer to real-time readings. Because of the delay inside the AMR network the consumption values of water meters can not be completely in real time. With information from the field, the network has approximately a delay of one day. As a result, the final component was created from the beginning to the end by utilizing a Raspberry Pi 3 minicomputer. Raspberry Pi 3 is a low cost minicomputer that runs Linux operating system and gives possibilities to implement for example Python programs from scratch. The software for reading the consumption values was created with Python programming language. Python is object-oriented, high-level programming language which was suitable for implement reading software due to its simplicity. The component was totally independent and there was no need for user control at all.