Gestaltung der Kommunikation mit MQTT
Die Systeminstallation des Smart M-Bus Data Managers besteht aus einem Hutschienen-PC und IP-fähigen Pegelwandlern, die jeder Elektroinstallateur montieren kann. Die Parametrierung ist remote über Webserver möglich. (Quelle: STV Elektronik, Dirk Indiesteln)
Darüber hinaus gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Kommunikation mit solchen M-Bus-Gateways und -Splittern zu gestalten. Klassische Auslegungen arbeiten ausschließlich auf Basis der M-Bus-Logik und dem daraus entstandenen Software-Ökosystem. Modernere Auslegungen unterstützen MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) als deutlich universeller einsetzbares Kommunikationsprotokoll. MQTT ist ein leichtgewichtiges, auf Publish-Subscribe basierendes Messaging-Protokoll, das für den Einsatz in Situationen mit begrenzten Netzwerkressourcen entwickelt wurde und daher ideal zu M-Bus passt. Es wird häufig in der IoT-Kommunikation verwendet und ist daher ideal für gewerkeübergreifende Smart-Building-Anwendungen.
Durch die Integration von MQTT in M-Bus-Installationen können folgende Vorteile erzielt werden: MQTT ermöglicht eine echtzeitnahe Kommunikation, was vorteilhaft für Anwendungen ist, die schnelle Reaktionszeiten erfordern, wie Lastmanagement. Darüber hinaus unterstützen viele IoT-Plattformen und -Dienste MQTT nativ, was die Integration von M-Bus-Daten in diese Systeme erleichtert. MQTT unterstützt auch moderne Sicherheitsmechanismen wie TLS/SSL, was die sichere Übertragung von M-Bus-Daten über öffentliche und unsichere Netzwerke ermöglicht. Durch das Publish-Subscribe-Modell von MQTT können M-Bus-Geräte Daten senden, ohne sich um bestimmte Empfänger kümmern zu müssen, was die Systemarchitektur vereinfacht. Die Kombination von M-Bus und MQTT kann daher eine robuste Lösung für die Fernüberwachung und -steuerung von Energieverbrauchsdaten in modernen Smart-City- und Smart-Building-Anwendungen bieten.
Unabhängig von all diesen Vorteilen ist es für Entwickler auch einfacher, alles mit MQTT zu realisieren, als sich in die etwas weniger komfortable Welt des M-Bus einarbeiten zu müssen. Der M-Bus wird damit zu einer Funktion von MQTT-basierten Lösungen, die vor allem für das Management von Zählern und Zählerdaten im Submetering-Bereich eingesetzt wird. Damit ist der M-Bus nahtlos digitalisierbar und kann barrierefrei in Management Clouds integriert werden.
Datenaufbereitung für die Cloud
Bleibt die Frage offen: Wie bereitet man die Daten für die Cloud auf? Softwareseitig bilden Lösungen wie der Smart M-Bus Data Manager von STV Electronics einen applikationsfertigen Datenhub, der einen bedarfsgerecht konfigurierbaren Datentransfer zu privaten und öffentlichen Clouds ermöglicht. Der webbasierte M-Bus-Datenhub akquiriert Daten von verteilten M-Bus-Zählern über IP-basierte Pegelwandler oder Splitter und stellt sie bedarfsgerecht auf dem integrierten Webserver bereit und/ oder versendet sie per E-Mail als CSV-Datei. Die Systemlösung dient unter anderem zur Verbrauchsdatenerfassung im Rahmen von ISO-50001-konformen Energiemanagement- und Verbrauchsmonitoringsystemen sowie für die Abrechnung von Verbräuchen, die mittels Submetern erfasst werden. Weitere Anwendungsfälle sind die Visualisierung von Lastgängen in Echtzeit sowie Cloud-native Steuerungen. Der optionale Support von Protokollen wie OPC UA sowie Rest-API-Schnittstellen macht die Integration der Zählerdaten in Energiemanagement- und -steuerungssysteme besonders komfortabel.
Der Smart M-Bus Data Manager erfasst Verbrauchsdaten zeitpunktgenau. Die Zeitintervalle der Verbrauchsdatenerfassung, die Datenversandtermine sowie die Zuordnung und Clusterung von Submetern sind über das Web-GUI parametrierbar. Die Installation kann jeder Elektroinstallateur umsetzen. Integriert in Ethernet-Netzwerkinfrastrukturen wird das System über seinen eingebetteten Webserver remote in Betrieb genommen und parametriert. M-Bus-Zähler erkennt der Datenmanager über die IP-basierte M-Bus-Pegelwandler automatisch.
Zwischen 16 und 32 384 M-Bus-Standardlasten lassen sich mit nur einer einzigen Smart-M-Bus-Data-Manager-Installation verwalten. Der smarte IP-basierte Datenhub eignet sich damit für den Einsatz in zahlreichen Einsatzszenarios– von kleinen Liegenschaften bis hin zu komplexen Installationen energieintensiver Industrien. Auch große kommerzielle oder kommunale Liegenschaften und Wohnquartiere sowie Krankenhäuser und Universitäten sind potenzielle Anwender des Smart M-Bus Data Managers.
Zurzeit ist der Smart M-Bus Data Manager von STV durch die Installation auf einem dedizierten Hutschienen-PC zwar ein noch komplexeres System als die historisch im Einsatz befindlichen Datenlogger oder Gateways. Dafür bietet er jedoch auch eine deutlich mächtigere integrierte Logik und die Option, weitere Steuerungsaufgaben vor Ort zu übernehmen und Smart-Building-Applikationen inklusive grafischer Benutzerinterfaces für die Anwender bereitzustellen.
Aber auch hier wird es zukünftig weitere Optionen geben. Es ist beispielsweise geplant, die Logik des Smart M-Bus Data Managers zukünftig auch als Cloud-App verfügbar zu machen, um die Effizienz weiter zu steigern. Sehr interessant wird zu sehen sein, wie zukünftige KI-basierte Lösungen dann mit den Zählerdaten umgehen werden, um Verbrauche und Lastgänge weiter zu optimieren.