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RS485(Modbus)産業機器とLoRaWANとの連携 – RS485-LN ユースケース

今月末に技適取得予定のRS485-LoRaWANコンバーター RS485-LNのユースケースが、スペインにあるTTNバルセロナのユーザーであり、IoTインテグレーターから公開されましたのでご紹介します。


RS485(Modbus)産業機器とLoRaWANとの連携 – RS485-LNユースケース

◆イントロダクション
この記事では、Dragino RS485-LoRaWAN変換アダプター RS485-LNがさまざまなタイプのRS485産業機器センサーと接続するための事例を説明します。







*システム構成図の右側、LoRaWANセンサーをThe Things Network(=TTN)で一旦アップリンクしたあとにローカルにEdge PC(SCHNEIDER EDGE BOX)を設置して遠隔地の各種センサテータの見える化、異常検出と予兆監視とデータの蓄積をおこないます。






◆RS485-LNユースケース-1:リークリレーとVFDの接続

下記は、スペインバルセロナのIoTインテグレーター企業NORIA GRUPO DECOMPRASのXavier Florensa Berenguerによって提供されています。 RS485-LNを使用してリレーとVFDを接続し、モバイルと通信する方法を示します。 システム構成は以下のようになります。







◆RS485-LNユースケース-2: パルスカウンターとの接続


下記は、スペインバルセロナのIoTインテグレーター企業NORIA GRUPO DECOMPRASのXavier Florensa Berenguerによって提供されています。 RS485-LNを使用してパルスカウンターを接続し、モバイルと通信する方法を示します。 この例は、スマート農業ソリューションの灌漑システムです。 システム構成は次のとおりです。






◆RS485-LNユースケース-3: エネルギーメーターとの接続

下記の例では、単相メーターについて説明します。これは、RS485-LNとエネルギーメーターの間の接続です。
注記:各エネルギーメーターの仕様は異なりますので、ご自身のエネルギーメーターの仕様を参照してください。



エネルギーメーターとの接続方法:
電力量計の指示に従って位相線と中性線を接続し、次に485A +と485B-をそれぞれRS485-LNのRS485AとRA485Bに接続します。

RS485-LNは、7〜24VDC電源から電力を供給できます。 下記のような接続
・電源VINからRS485-LNVIN +
・電源GNDからRS485-LNVIN-
電源が入ると、RS485-LNがオンになります。




エネルギーメーターとMODBUSコマンドのパラメーターの使用方法
ユーザーが電気エネルギーメーターのパラメーターを読み取り、modbusコマンドを使用する必要がある場合は、エネルギーメーターのユーザーマニュアルにあるMODBUS通信プロトコルの付録を参照してください。



例:AT + COMMAND1 = 01 03 00 00 00 01 84 0A
・最初のバイト:スレーブアドレスコード(= 001〜247)
・2番目のバイト:レジスタ値の読み取り機能コード
・3バイト目と4バイト目:読み取るレジスタの開始アドレス
・5番目と6番目のバイト:読み取るレジスタの数
・7番目と8番目のバイト:バイト1から6までのCRC16チェックサム

パラメータのreturnコマンドの読み取りを解析する方法:

例:RETURN1:01 03 02 08 FD 7E 05
・最初のバイトARD:スレーブアドレスコード(= 001〜254)
・2番目のバイト:読み取り機能コードに戻る
・3番目のバイト:合計バイト数
・4〜5バイト:データを登録します
・6番目と7番目のバイト:CRC16チェックサム
・08FDはレジスタデータです。 短整数の16ビットを使用して10進数に変換し、2301を取得すると、230.1Vが電圧になります。

RS485-LNを構成し出力コマンドを解析する方法
RS485-LNは、ATCOMMANDとDOWNLINKの2つの構成方法を提供します。
ATコマンド経由:
まず、AT + CFGDEVを使用して戻り値を取得し、入力パラメーターが正しいかどうかを判断することもできます。設定されたパラメータとコマンドが正しくない場合、戻り値は取得されません。



AT + DATACUTx:このコマンドは、AT + COMMANDxからの戻りを処理する方法を定義します。最大保持長は40バイトです。 AT + DATACUTx = a、b、c
a:AT + COMMANDの戻りの長さ
b:1:有効な値をバイト単位で取得します(最大6バイト)。
2:バイトセクション、最大3セクションで有効な値を取得します。
c:有効な値の位置を定義します。



ペイロードは、有効な値がインターセプトされた後に使用可能になります。



TTNで構成済みのPAYLOADを取得できます。



例:CMD1:MODBUSコマンドで現在のデータを読み取ります。 アドレス:0x03AT + COMMAND1 = 01 03 00 03 00 01,1
RETURN1:01 03 02 00 02 39 85 00 00(データを返す)

AT + DATACUT1:9,1,4 + 5 + 6 + 7現在のデータを読み取る有効な値として戻り値0002 39 85を取り、ペイロードのスプライスに使用します。

CMD2:MODBUSコマンドで電圧データを読み取ります。 アドレス:0x00AT + COMMAND2 = 01 03 00 00 00 01,1
RETURN2:01 03 02 08 DC BE 1D(データを返す)

AT + DATACUT2:7,1,4 + 5戻り値08DCを電圧データの読み取りの有効な値として取り、ペイロードの接続に使用します。

CMD3:MODBUSコマンドで総有効エネルギーデータを読み取ります。 アドレス:0x0031AT + COMMAND3 = 01 03 00 31 00 02,1
RETURN3:01 03 04 00 00 00 44 FA 00(データを返す)
AT + DATACUT3:9,1,4 + 5 + 6 + 7戻り値00 00 00 44を、総有効エネルギーデータを読み取る有効な値として取得し、ペイロードのスプライスに使用します。

ペイロード:01 00 02 39 85 08 DC 00 00 00 44 
となります。



01はデバイスアドレス、00 02は電流、08 DCは電圧、00 00 0044は総有効エネルギー量です。



LoRaWANダウンリンク経由の場合:



タイプコード0xAFを利用します。
0xAFダウンリンクコマンドを使用して、AT + COMMANDxまたはAT + DATACUTxを設定できます。
注記:ユーザーがAT + COMMANDxを使用して新しいコマンドを追加する場合は、AT + DATACUTxダウンリンクも送信する必要があります。
フォーマット:AF MM NN LL XX XX XX XX YY
詳細:
MM:設定するATCOMMANDまたはAT + DATACUT。 01〜0Fの値、
NN:0:CRCなし。 1:CRC-16 / MODBUSを追加します; 2:AT + DATACUT値を設定します。
LL:AT + COMMANDまたはAT + DATACUTコマンドの長さ
XX XX XX XX:AT + COMMANDまたはAT + DATACUTコマンド
YY:YY = 0の場合、RS485-LNはアップリンクなしでダウンリンクコマンドを実行します。 YY = 1の場合、RS485-LN このコマンドを取得した後、アップリンクを実行します。
例:
AF 03 01 06 0A 05 00 04 00 01 00:AT + COMMAND3 = 0Aと同じ0500 04 00 01,1











RS485のコマンドを構成してUSBに出力する方法
この手順は必要ありません。通常のRS485-USBアダプターを使用してメーターに接続し、入力と出力を確認する方法を示すだけです。 これは、RS485-LNなしでメーターの接続とRS485コマンドをテストするために使用できます。
まず、USBのA +とA-をエネルギーメーターの485Aと485Bに接続します。シリアルポートのデバッグを開き、送信と受信をHEXに設定します。
ボーレート:9600
チェックディジット:偶数




USB
設定コマンドはATコマンドと一致しており、16進コマンドをシリアルポートに直接入力すると、シリアルポートがコマンドを出力します。
例:入力:01 03 00 31 00 02 95 c4
output:01 03 04 00 00 00 42 7A 02



複数のデバイスを構成し、デバイスアドレスを変更する方法:
ユーザーが複数のエネルギーメーターのパラメーターを読み取る必要がある場合、各エネルギーメーターのデフォルトのデバイスアドレスは01であるため、デバイスアドレスを変更する必要があります。
MODBUS通信プロトコルの付録のパラメータに従ってデバイスアドレスを設定します。



例:これらの2つのメーターは、パラメーターとデバイスアドレスの設定例です。




まず最初に、エネルギーメーターのデフォルトのデバイスアドレスが01であるため、2つのエネルギーメーターの構成が競合するため、最初にエネルギーメーターを接続してデバイスアドレスを構成します。
AT + CFGDEVを使用してデバイスアドレスを設定できます。
最初のエネルギーメーターのデバイスアドレス01を02に変更します。



AT + CFGDEV:01 10 00 61 00 01 02 00 02,1
・01:デバイスの大胆さ
・10:機能コード
・0061:登録アドレス
・0001:レジスタ数
・02:バイト数
・0002:変更されたデバイスアドレス
・1:チェックコード
エネルギーメーターのデバイスアドレス設定が完了しました。もう1つのエネルギーメーターは、浮動小数点形式の単一のアクティブエネルギーメーターです。デフォルトのデバイスアドレスは01で、以下は2つのエネルギーメーターを構成するためのパラメーターです。





ペイロード:01 08 DF 43 62
・08DFは、デバイスアドレス02のメーターの有効な値です。
・4362は、デバイスアドレス01のメーターの有効な値です。

◆RS485-LNユーズケース-4: サーキットブレーカー遠隔開閉


下記は、スペインバルセロナのIoTインテグレーター企業NORIA GRUPO DECOMPRASのXavier Florensa Berenguerによって提供されています。。てSCHNEIDER SMART BOXに接続し配線なしで、Dragino RS485-LNLoRaWANテクノロジーを使用してキャビネットをリモートで監視および制御する方法を示しています。 構成は次のとおりです。



*RS485(Modbus)-LoRaWANコンバーター RS485-LN 日本語マニュアルはこちらから...















The Things Conference2020参加レポートは、アールエスコンポーネンツ社ユーザーサイト DesignSparkで投稿させていただきました。 ご参考まで。




世界最大のLoRaWANカンファレンス「The Things Conference 2020」レポート(前編)
↓↓↓↓↓↓
https://www.rs-online.com/designspark/thethingsconference2020-jp



世界最大のLoRaWANカンファレンス「The Things Conference 2020」レポート(後編)
↓↓↓↓↓↓
https://www.rs-online.com/designspark/the-things-conference-2020-2-jp


The Things Conference 2020 After Movie
















以上











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*The Things Network販促カタログ
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http://www.crijapan.jp/TTN_catalog.pdf

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Amazon社AWS部門ソリューションアーキテクト・ディレクターMatt YanchyshynによるThe Things NetworkのB2B版であるThe Things Industriesの現地取材によるユースケースレポートです。


What is The Things Industries? from The Things Industries on Vimeo.

 


The Things Industriesサイトはこちらから....
↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.thethingsindustries.com














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