wM-Bus Wireless M-Bus zu LoRaWAN Converter für Wasser-, Wärme- und Heizkostenzähler

Allgemeine technische Daten

• Automatische Energiesparfunktion: I <= 3 µA (Ruhezustand)
• Frequenzbereich: 863 MHz bis 870 MHz
• Modulation: LoRa® / FSK
• Datenspeicher: 8 MBit Flash
• Antenne: integriert (extern auf Anfrage)
• Stromverbrauch: <= 35 mA (bei maximaler Sendeleistung)
• Abmessungen: 157 x 92 x 58 mm
• Betriebstemperatur: -10 °C bis +55 °C
• Spannungsversorgung: 19-Ah-Batterie (externe Versorgung auf Anfrage)

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie viele Geräte kann ein Gateway maximal zur Datenerfassung nutzen?

Die maximale Anzahl an Geräten hängt von mehreren Faktoren ab. Basierend auf der internen Speicherkapazität von 1 MB kann das Gateway etwa 10.000 Wireless-M-Bus-Geräte verwalten – vorausgesetzt, jedes Gerät sendet ein 100-Byte-Telegramm, das über LoRa empfangen und weitergeleitet wird.

Die Wireless-M-Bus-Kommunikation (vom Zähler zum Gateway) erreicht typischerweise Reichweiten von mehreren zehn Metern, abhängig vom Installationsort der Zähler (z. B. Keller oder Verteilerkasten).

Was ist ein Wireless M-Bus Range Extender und was ist seine Hauptfunktion?

Der Wireless M-Bus Range Extender ist ein kompaktes, kostengünstiges Gerät, das als Brücke zwischen Wireless-M-Bus (wM-Bus)-Zählern und einem LoRaWAN®-Netzwerk fungiert.

Er erfasst Wireless-M-Bus-Nachrichten der Zähler und leitet sie an ein LoRaWAN®-Netzwerk weiter. Durch die reichweitenstarke LoRa®-Modulation lässt sich die Kommunikationsreichweite von wM-Bus-Zählern deutlich erweitern – für eine effiziente Fernauslesung auch an schwer zugänglichen Standorten, ganz ohne zeitaufwändige Vor-Ort-Ablesung.

Welche Kommunikationsstandards und -modi werden unterstützt?

• Wireless-M-Bus-Standard nach EN 13757-4
• Betriebsmodi S sowie kombiniert C/T
• Verarbeitung der WM-Bus-Telegrammformate A und B
• Weiterleitung über LoRaWAN®, konform mit EU868

Wie ist der Wireless M-Bus Range Extender konfiguriert?

Die Konfiguration erfolgt auf zwei Wegen:

• PC-Tool mit serieller Schnittstelle (empfohlen zur Erstkonfiguration): Mit dem kostenlosen „WS Configurator" lassen sich LoRaWAN®-Einstellungen, Kalenderereignisse, WM-Bus-Filter und die Systemzeit konfigurieren.
• Over-the-Air (OTA) via LoRaWAN®: Bestimmte Parameter wie Kalenderereignisse und Paketfilter lassen sich auch nach der Installation per Funk aktualisieren.

Der Extender bietet 32 frei konfigurierbare Kalenderereignisse und 32 WM-Bus-Gerätefilter zur Steuerung von Empfangsintervallen und Messgeräteauswahl.

Welche Energiemanagement- und Batterieoptimierungsfunktionen sind integriert?

Der Range Extender ist auf extrem niedrigen Stromverbrauch ausgelegt:

• Automatischer Energiesparmodus mit Ruhestrom von ≤ 3 µA im Leerlauf
• Stromverbrauch im Sendemodus: 35 mA
• Stromverbrauch im Empfangsmodus: 13 mA (20 mA während aktivem Paketempfang)
• Standardbatterie: nicht wiederaufladbare 3,6-V-Lithium-Thionylchlorid-Batterie (Li-SOCl₂), 19 Ah

Zur Optimierung der Akkulaufzeit lassen sich spezifische Empfangsfenster definieren (stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich); eine intelligente Filterung der WM-Bus-Pakete stellt sicher, dass nur relevante Daten gespeichert und hochgeladen werden. Der Batteriestatus wird per Spannungsmessung überwacht.

Wie werden drahtlose M-Bus-Nachrichten erfasst, gefiltert und gespeichert?

Zur Maximierung der Effizienz und Reduzierung des Stromverbrauchs kommen mehrere Filtermechanismen zum Einsatz:

• Hersteller-ID (M-Feld) & Senderadresse (A-Feld/Geräte-ID): Filterung nach Gerätegruppen; bis zu 32 Adressfiltereinträge (Hersteller-ID, Geräte-ID, Version, Typ).
• Filtergruppen-ID: Mehrere Filter lassen sich zu einer Gruppe zusammenfassen und einem Kalenderereignis zuweisen (Wert 255 = alle konfigurierten Filter aktiv).
• Duplikatfilter: Vermeidet redundante Pakete, wird zu Beginn jedes Empfangsfensters initialisiert und ist auf max. 64 Einträge begrenzt (Vergleich von Paketheaderfeldern und optional 16-Bit-CRC).

Akzeptierte Pakete werden im internen 8-Mbit-Flash-Speicher zwischengespeichert und nach einer erfolgreichen LoRaWAN®-Upload-Sitzung automatisch gelöscht.

Wie funktioniert das Hochladen der Daten über LoRaWAN® und was passiert mit großen Nachrichten?

Anwendungsdaten – etwa aufgezeichnete Wireless-M-Bus-Pakete – werden über bestätigte oder unbestätigte LoRaWAN®-Uplink-Pakete übertragen.

Da die maximale Nutzlastgröße eines LoRaWAN®-Pakets von der verwendeten Datenrate abhängt (Adaptive Data Rate, ADR), kann ein vollständiges wM-Bus-Paket auf mehrere LoRaWAN®-Uplinks aufgeteilt werden müssen. Hierfür sorgt ein einfaches Segmentierungsprotokoll mit nur 1 Byte Overhead, das sowohl die Aufteilung großer Pakete als auch die Bündelung mehrerer kleiner wM-Bus-Pakete in einem LoRaWAN®-Paket ermöglicht. Der LoRaWAN®-Port identifiziert dabei Nachrichtentyp und verwendetes Protokoll (segmentiert oder unsegmentiert).