*Artykuł sponsorowany*

Protokół LwM2M, czyli Lightweight Machine-to-Machine umożliwia wdrożenie wymaganego zdalnego zarządzania licznikami. Jak poprawnie go zaimplementować w urządzeniach pomiarowych?

LwM2M to protokół komunikacyjny stworzony z myślą o urządzeniach z ograniczonymi zasobami, takich jak liczniki energii elektrycznej. W ostatnim artykule wyjaśnialiśmy jak spełnia on wymagania ustawy o Prawie Energetycznym z dn. 18 czerwca 2021 roku.

Dzisiaj Artur Wróbel z firmy AVSystem, która wdrożyła już rozwiązania LwM2M u producentów liczników, bramek, czy dystrybutorów energii, dzieli się swoją wiedzą o skutecznej implementeacji tego protokołu w urządzeniach pomiarowych.

Co umożliwia protokół LwM2M?

W przypadku liczników energii elektrycznej, urządzenia pomiarowe wyposażone w LwM2M umożliwiają zdalne odczytywanie stanu licznika, ułatwiając monitorowanie zużycia energii przez użytkowników.

Protokół LwM2M jest również często stosowany w bramkach IoT, które służą do połączenia urządzeń IoT z chmurą i umożliwiają zdalne zarządzanie nimi. Bramki te są często wykorzystywane w energetyce, gdzie są kluczowym elementem w procesie zbierania i analizy danych z urządzeń pomiarowych. Wyposażenie ich w protokół LwM2M umożliwia zdalne konfigurowanie urządzeń oraz zbieranie danych z nich generowanych.

Jak protokół LwM2M współpracuje z systemem DMS?

Komunikacja urządzenia z systemem DMS z zaimplementowanym protokołem LwM2M działa niezależnie od używanej technologii (bezprzewodowej) i może działać zarówno w sieciach IP, jak i innych. W przypadku LwM2M operacje mogą być inicjowane zarówno przez urządzenie, jak i DMS. Te inicjowane przez urządzenie służą do informowania DMS o danych telemetrycznych lub stanie urządzenia, te wykonywane na DMS służą do odczytu, zapisu danych, do zdalnej aktualizacji konfiguracji urządzeń lub oprogramowania układowego w miarę upływu czasu.

Zarówno jedna jak i druga strona zakłada i wymusza poprawną implementację protokołu LwM2M przede wszystkim na urządzeniach np. w licznikach zdalnego odczytu. Za proces ten odpowiadają producenci urządzeń, a także Operatorzy Systemu Dystrybucyjnego (OSD),którzy w specyfikacjach przetargowych wymagają implementacji zgodnej ze specyfikacją protokołu. Przeprowadza się ją za dzięki klientom LwM2M – narzędziom programistycznym, ułatwiającym producentom urządzeń ich wdrożenie.

Przed implementacją protokołu LwM2M warto rozważyć, czy lepsze będą narzędzia profesjonalne z gwarantowanym SLA, czy też open-sourcowe. W energetyce, jako sektorze kluczowym dla bezpieczeństwa kraju, zaleca się stosowanie rozwiązań o najwyższych standardach bezpieczeństwa, oferowanych przez firmy z dobrym wsparciem i długoterminowym poziomem jakości.

Jak wdrożyć protokół LwM2M w urządzeniach pomiarowych?

Wdrożenie protokołu LwM2M w urządzeniach mierniczych jest stosunkowo łatwe. Trzeba wykonać następujące kroki:

• Zainstalować bibliotekę LwM2M na urządzeniu. Biblioteka ta zawiera zestaw funkcji, które umożliwiają komunikację między urządzeniami a serwerem LwM2M.
• Skonfigurować klienta LwM2M na urządzeniu. Klient LwM2M to program, który działa na urządzeniu i komunikuje się z serwerem LwM2M. W konfiguracji klienta należy ustawić parametry takie jak adres serwera, port, identyfikator urządzenia, certyfikaty bezpieczeństwa, itp.
• Stworzyć interfejs obiektów LwM2M na urządzeniu. Interfejs obiektów to zestaw reguł, które opisują sposoby komunikacji między urządzeniem a serwerem LwM2M. W interfejsie obiektów należy określić typy danych, które urządzenie jest w stanie przetwarzać, takie jak dane telemetryczne, dane konfiguracyjne itp.
• Zaimplementować funkcje obsługi zdarzeń LwM2M na urządzeniu. Funkcje te odpowiadają za obsługę zdarzeń takich jak rejestracja urządzenia na serwerze LwM2M, przesyłanie danych telemetrycznych, odbieranie poleceń konfiguracyjnych itp.

Po poprawnym zaimplementowaniu protokołu LwM2M na urządzeniu, można nawiązać połączenie z serwerem DMS i rozpocząć komunikację między urządzeniem a tym systemem.

Anjay IoT SDK umożliwia pre-konfigurację urządzenia już na etapie produkcji

Do implementacji protokołu LwM2M niezbędny jest tzw. klient LwM2M, oferowany m.in. przez AVSystem - Anjay IoT SDK. Produkt wykorzystywany jest przez globalnych potentatów produkujących moduły i chipsety komunikacyjne np. Nordic Semiconductor. Anjay IoT SDK posiada najnowocześniejsze mechanizmy bezpieczeństwa a w najnowszej wersji zoptymalizowany jest w taki sposób, aby można go było wdrażać nawet tam, gdzie producenci mają ograniczone zasoby sprzętowe.

Mając na uwadze fakt, iż niemal każde wdrożenie niesie za sobą możliwość nieprawidłowej implementacji AVSystem oferuje producentom urządzeń nie tylko wsparcie inżynierów embedded, twórców Anjay IoT SDK, ale także udostępnia możliwość testowania poprawnej implementacji protokołu na urządzeniu na testowym DMS, na którym firma zdefiniowała szereg scenariuszy testowych. Tak przygotowane urządzenie będzie spełniać założenia interoperacyjności a także oczekiwania przetargowe.

Jednym z ostatnich wdrożeń przeprowadzonych wspólnie z klientem jest implementacja Anjay IoT SDK na nowoczesnych modemach komunikacyjnych, dedykowanych pod niemiecki projekt Smart Meter Gateway. Theben AG to jedna z kilku wybranych firm jaka dostarcza inteligentne urządzenia dla wiodących OSD w Niemczech. Współpraca AVSystem i Theben AG zakłada współdziałanie celem edukacji rynku względem potrzeby zarządzania cyklem życia urządzeń sieciowych u lokalnych ale i ogólnokrajowych OSD.

Inteligentna bramka Conexa 3.0 produkcji Theben wyposażona w klienta LwM2M Anjay SDK od firmy AVSystem

Na rynku można spodziewać się coraz więcej podobnych wdrożeń, ponieważ dostawcy sprzętu będą zobowiązani do wprowadzenia nowych typów, inteligentnych liczników. Im szybciej firmy się na to zdecydują, tym wcześniej zbudują przewagę konkurencyjną w przetargach i zdobędą więcej klientów.