LoRaWAN® Protocol Rafforza la Standardizzazione della Misura Dell’acqua

By Rémi Demerlé

Lo European Committee for Standardization (CEN) ha ufficialmente creato un nuovo gruppo di lavoro nell’ambito del suo comitato tecnico TC294 per specificare un nuovo strato di adattamento per il protocollo M-Bus utilizzato principalmente nei contatori dell’acqua intelligenti, nei contatori del gas intelligenti e nei contatori di calore intelligenti. Questo nuovo gruppo di lavoro, denominato CEN TC294 WG7, è guidato da un esperto di Birdz, una filiale di Nova Veolia, leader di successo nell’ecosistema europeo della misurazione intelligente e membro di LoRa Alliance®.
Nel 2019, Semtech ha ospitato un webinar con Birdz per evidenziare i suoi casi d’uso comprovati per trasformare le reti municipali di distribuzione idrica sfruttando il protocollo LoRaWAN® per una maggiore efficienza e risparmio sui costi.

Il CEN TC294 WG7 concentrerà i suoi sforzi per promuovere la proliferazione degli standard di misurazione, facendo eco alla recente tendenza dell’UE in materia. In particolare, si tende a modernizzare le applicazioni di misurazione sfruttando M-Bus, attraverso la creazione di un livello di adattamento generico per l’esecuzione di M-Bus su qualsiasi rete LPWAN (low power wide area networks), comprese quelle basate sul protocollo LoRaWAN. M-Bus è uno standard aperto sviluppato per una misurazione intelligente ed efficiente con applicazioni Automated Meter Reading (AMR) e Advanced Metering Infrastructure (AMI). M-Bus è uno standard diffuso in Europa e molti esperti europei, secondo il voto positivo in CEN TC294, credono che combinare le capacità del protocollo LoRaWAN con M-Bus aiuterà la sua espansione verso il mercato IoT e aumenterà la funzionalità e la flessibilità della misurazione intelligente in tutto il continente.

 

 

Sforzi globali di standardizzazione e SAREF4WATR

A livello globale, il mercato dell’Internet of Things (IoT) continua a sviluppare un quadro di riferimento comune per le applicazioni intelligenti. Questo framework si chiama “SAREF”, che sta per Smart Applications Reference, e il suo obiettivo principale è consentire l’interoperabilità di un mercato digitale globale. SAREF è supportato da un comitato tecnico congiunto tra OneM2M, un raggruppamento internazionale di otto organismi di normalizzazione ed ETSI, European Technical Standard Institute. Per promuovere la progressione degli standard per l’IoT nel settore dello smart water in particolare, SmartM2M, il comitato tecnico congiunto, ha creato un’estensione di SAREF, “SAREF4WATR”.

Nel settembre 2020, SmartM2M ha pubblicato un nuovo articolo sull’argomento sul sito web dell’ETSI. Inoltre, esistono nuovi documenti tecnici prodotti dall’ETSI e dallo SmartM2M per il settore idrico, tra cui:
ETSI TR 103 547: Relazione tecnica che fornisce i requisiti per un modello semantico iniziale nel settore idrico basato su una serie limitata di casi d’uso e modelli di dati esistenti.
ETSI TS 103 410 10: Documento di specifica tecnica che identifica l’estensione (cioè il modello semantico) per il dominio della misurazione dell’acqua in base ai requisiti e ai casi d’uso specificati nella relazione tecnica. Questi documenti forniscono un modello semantico e dati iniziali, e identificano iniziative e casi d’uso pertinenti nel dominio della misurazione dell’acqua. In particolare, molti di questi requisiti dovrebbero essere soddisfatti con successo dall’estensione SAREF4WATR.

M-Bus e LoRaWAN: Colmiamo i Divari Nelle Reti di Contatori d’Acqua

Sono molti gli esperti esistenti del CEN TC294, come Birdz, che hanno contribuito a SAREF4WATR. Quando esaminiamo i dettagli, possiamo vedere in ETSI TR 103 i requisiti ideali per la lettura e la configurazione avanzata del contatore dell’acqua che includono:

Fatturazione precisa (tariffa variabile)
• Monitoraggio della qualità (flusso inverso, bassa temperatura)
• Monitoraggio delle risorse (manomissione/frode, stato del contatore, rilevamento di congelamenti)
• Efficienza della rete idrica (monitoraggio dei consumi/forniture, rilevamento delle perdite, flusso permanente)
• Configurazione/monitoraggio remoto (parametri di sistema, monitoraggio dello stato del contatore e del sistema, sincronizzazione data/ora, aggiornamenti del firmware over-the-air (FUOTA), aggiornamenti delle chiavi di sicurezza, disconnessione/limitazione flusso/alimentazione)


Per soddisfare questi requisiti è necessaria una comunicazione bidirezionale. L’attivazione delle sequenze di scambio dati potrebbe essere avviata dal contatore (trasmettendo un messaggio) o dal server delle applicazioni se il misuratore consente finestre di ricezione periodiche/pianificate.

La quantità di dati da scambiare potrebbe variare da un tipico payload di 100 byte fino a 100 kilobyte nel caso di FUOTA. Inoltre, l’aggiunta del monitoraggio della geolocalizzazione è stata identificata come un potenziale valore aggiunto per l’identificazione intelligente delle perdite nell’infrastruttura idrica e di capacità simili.

Nei documenti ETSI, il modello di rete ipotizzato è lo European M-Bus standard (EN13757-3 and 7). La classe del misuratore d’acqua richiede che siano migliorati fabbricazione, firmware, hardware, radiofrequenza, gestione dell’alimentazione e, per la classe del misuratore di flusso d’acqua, le proprietà richieste sono pressione, velocità, temperatura e volume.

L’attuale specifica del protocollo LoRaWAN copre tutti questi requisiti identificati, e i nuovi servizi proposti da Semtech come la geolocalizzazione e il servizio FUOTA soddisfano questi nuovi requisiti.

CEN TC294 mira ad ottimizzare M-Bus e soddisfare le funzionalità chiave elencate in SAREF4WATR. Questa è la tendenza principale per la standardizzazione nello smart water metering. Dal punto di vista di Semtech, il protocollo LoRaWAN ampiamente adottato e l’uso di nuovi servizi IoT come FUOTA supportano questa tendenza.

Si continua ad assistere LoRa Alliance nel seguire questa tendenza e supportare così le future nuove specifiche di CEN e SAREF4WATR con le prossime scoperte per M-Bus sulle reti LoRaWAN.

 

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