Sie wünschen sich wettbewerbsfähige Produkte, die leicht zu installieren und instand zu halten sind? Dann ist es an der Zeit, dass Sie sich näher mit unserem Wireless M-Bus Protocol Stack auseinandersetzen. Ausgezeichnet durch einen geringen Energieverbrauch und exzellente Modularität bei gleichzeitig hohem Funktionsreichtum, ist der Wireless M-Bus Stack der ideale Partner in Puncto Smart Metering, Sub-Metering oder für Smart-City-Anwendungen. Erfahren Sie im Beitrag mehr über Stack Features, implementierte Standards und das Stack Angebot. 

Stack Features

Der Wireless M-Bus Stack implementiert sieben Schichten: 

Standardmäßig bieten wir flexible Schnittstellen wie beispielsweise ein API für die Application Layer in Single Chip Lösungen, ein API für die Externalisierung von Sicherheitsfunktionen und eine gut designte Hardware Abstraction Layer (HAL) an. API für andere Schichten z. B. Data Link Layer (DLL) sind auf Anfrage möglich. Alle API-Funktionen sind alternativ über eine mitgelieferte Implementierung einer seriellen Schnittstelle verfügbar, die UART, SPI und weitere Ports unterstützt und einen minimalen Overhead bietet. Für besonders sensitive Anwendungen bietet die serielle Schnittstelle die Nutzung von AES Verschlüsselungsverfahren an bzw. es gibt auf Anfrage weitere Optionen für die verschlüsselte serielle Kommunikation. 

Der Wireless M-Bus Stack kann in verschiedenen Modi betrieben werden. Es kann sowohl zwischen den Modi S, T und C ausgewählt werden, als auch die Richtung (unidirektional oder bidirektional) ist frei wählbar. Der Vorteil eines Wechsels innerhalb der Kompilierzeit ist die Reduzierung der Daten, der Switch während der Laufzeit garantiert zu jederzeit Flexibilität im Feld. 

Um nur einen Hardware Timer für alle Wireless M-Bus zugehörigen Timings in Anspruch zu nehmen, kann der Stack für das synchrone Intervall-Timing eine Kompensation durchführen sowie bei einer großen Abweichung automatisch Pakete auslassen.  

Ebenso wird jede Art von Festspeicher wie beispielsweise EEPROM, Flash oder MRAM unterstützt. Flexible Schnittstellen sorgen für eine einfache Anpassung und plattformspezifische Optimierung z. B. für hardwaregestützte AES Ent-/Verschlüsselung, CRC-16 oder (De-) Codierung von Manchester / 3-out-of-6.

Welche Standards implementiert der Stack?

Die Wireless M-Bus Protocol-Stack-Implementierung deckt einen großen Teil der in der europäischen Norm EN 13757 bzw. ihren Substandards spezifizierten Optionen und Features ab. Aus kommerziellen und wartungstechnischen Gründen wurden jedoch nicht alle Features implementiert oder in den Stack integriert. Wir haben die gängigsten bzw. erfahrungsgemäß vernünftigsten Optionen und Funktionen berücksichtigt, die wir basierend auf Kundenwunsch sukzessive erweitern. Konkret implementiert der Wireless M-Bus Stack folgende Standards: 

Der Wireless M-Bus Protocol Stack ist eine Umsetzung der europäischen Normen EN 13 757-3/-4/-7 und der OMS-Spezifikation. Die OMS-Spezifikation wird derzeit in der Version 4.2.1 unterstützt, die Entwicklung der Version 4.3.3 ist derzeit in Umsetzung und ab Q2/2022 erhältlich. Die drahtlose Kommunikation wird durch die Spezifikation des Teils EN 13 757-4 definiert, sodass der Stack als „Wireless“ M-Bus betrieben werden kann. Der Stack ermöglicht sowohl den Betrieb für Endpunkte bzw. Zähler, als auch für Kollektoren oder Datenkonzentratoren nach diesen Normen. 

Weitere Sub-Standards wie z.B. DSMR, ESMR, CIG UNI/TS 11291-11-4 PM1 und weitere können auf Nachfrage angeboten werden, sind aktuell jedoch nicht im Standard-Stack-Paket verfügbar.

Sollten Sie mit einem der Sub-Standards liebäugeln, oder einer ganz speziellen Implementierung der EN 13757, sprechen wir gern darüber. In den meisten Fällen empfiehlt es sich jedoch auf die gängige Spezifikation der OMS zu setzen, da hier bereits jahrelange Entwicklungsarbeit und Anwendungserfahrung eingeflossen sind. So können relativ problemlos und schnell Netzwerke aufgebaut werden. Die OMS spezifiziert zudem, neben den Frequenzen und Modi der EN 13757, auch die Nutzung weiterer Frequenzbänder für den Nahen Osten, Australien und weitere Länder. Damit kann auch über Ländergrenzen hinweg auf einen verlässlichen Standard gesetzt werden. Darüber hinaus betreibt die OMS Gruppe ein Zertifizierungsverfahren, welches die Interoperabilität herstellerübergreifend sicherstellt.

Das Wireless M-Bus Stack Angebot  

Das Wireless M-Bus Stack Paket wird grundsätzlich mit einer vorkompilierten Stack-Bibliothek, hardware-spezifischen Treibern, einer seriellen Schnittstelle, einem Power Management und den beiden App-Ordnern „Example“ und „Modem“ ausgeliefert. Example beinhaltet ein Beispiel zur Erstellung einer eigenen Firmware. Das Beispiel zeigt, wie die Stack-Bibliothek in die eigene Anwendungssoftware integriert werden kann. Mit der App Modem hingegen kann unter Nutzung der mitgelieferten seriellen Schnittstelle und dem Power-Management eine eigene Modem-Firmware erstellt werden. So ist es möglich, mit dem ausgelieferten Protocol Stack Paket beide Chip-Architekturen umzusetzen:

• Zur Nutzung des Protocol Stacks innerhalb eines Single-Chip-Designs (der Protocol Stack wird auf demselben Mikrokontroller wie die Anwendung ausgeführt) wird die App Example und damit lediglich die Stack-Bibliothek benötigt. 
• Ist ein Zwei-Chip-Design angedacht (der Protocol Stack soll auf einem Kommunikations-Controller und die Anwendung auf einem Host-Controller ausgeführt werden), kann auf die App Modem zugegriffen werden. Damit ist es möglich, sich eine eigene Firmware für den Kommunikations-Controller zu erstellen. Über den Host-Controller, wird dann auf den Protocol Stack zugegriffen.

Mit Erwerb des Wireless M-Bus Stacks erhalten Sie folgende Zugriffe: 

• Protokoll-Stack: Objektcode
• RF-Treiber: Objektcode
• HAL: Quellcode

Ebenso sind 12 Monate Wartung grundsätzlich Teil des Stack Paketes. Verschiedene Lizenzmodelle definieren darüber hinaus weitere Leistungen wie beispielsweise den Support. 

Lesen Sie im zweiten Teil des Beitrags „Technische Aspekte des Wireless M-Bus Stack“ mehr zu den Hardware-Anforderungen und zur Produktlizensierung.