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スマートメーターと通信する その2

スマートメーターと通信するためのシステムを自作するには、スマートメーターの通信規格にあわせた無線機と、データ通信のプロトコルに準拠したソフトが必要である。スマートメータの通信規格は、物理層からトランスポート層までは、「Wi-SUN(ECHONET Liteプロファイル)」、アプリケーション層は「ECHONET Lite」となっている。

 Wi-SUNは、物理層IEEE802.14.g。日本国内の電波法では920MHz帯の特定小電力無線局の扱いになっており、ARIB STD-T106準拠。ネットワーク層IPv6。認証や暗号化などセキュリティは「PANA」が採用されている。

 ECHONETは、エコーネットコンソーシアムのサイトによれば

スマートハウスを実現する通信プロトコルです。スマートフォンやコントローラから、家にあるエアコン、照明などを制御したいとか、電力の無駄遣いを抑えるために家の電気代を把握したいとかいう要望が増えています。(中略)どのメーカーの機器でも共通に理解できる約束(通信プロトコル)が必要で、その役割を果たすのがエコーネットです。特にエコーネットライト(ECHONET Lite)規格は急速に普及したインターネットに対応し、エコーネット規格より簡単で使いやすさを重視した通信プロトコルになっています。
エコーネットライト規格はすでに100を超える種類の機器に対応し、今後全世帯に設置されるスマート電力量メータにおいても採用されています

とされている。

 Wi-SUNにしてもECHONETにしても日本発の規格で、国際的な普及を目指しているが、その経緯や進め方といまの普及状況からすると、イグアナの島のことを想像してしまう。

各規格の関連資料をまとめておく。

https://www.nict.go.jp/publication/NICT-News/1402/01.html

Home - Wi SUN Alliance

http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_tushin/tsushin_std-t108.html

https://www.toshiba.co.jp/tech/review/2005/05/6 東芝さんが「PANA」を語る(笑))

http://crypto-protocol.nict.go.jp/AKE_zoo/PANA/PANA_Abstract.pdf

0_05pdf/f03.pdf

エコーネット規格(一般公開) | ECHONET

 スマートメーターBルートサービスの総合的な解説はこれ。実質これを見ればだいたいわかるでしょう。

http://www.meti.go.jp/committee/kenkyukai/shoujo/smart_house/pdf/006_s03_00.pdf

http://www.iij.ad.jp/company/development/tech/techweek/pdf/151113_4.pdf

さて、これらの規格に準拠したシステムをゼロから自作しようとすると、素人にはほとんど手がでない。Wi-SUN対応で、ECHONET-Liteが利用可能な部品は、数社から出ていて、無線モジュールタイプのもの、USBドングル型のものがある。今回は、マイコン(Aruduino)に接続して楽しむのが目的なので、入手性や情報の多さで、ロームのWi-SUN対応無線モジュールを選んだ。2014年に発売されたBP35A1に加えて、 第2世代のBP35C0が出ているが、作例の多いBP35A1にする。

www.rohm.co.jp

購入は、チップワンストップを利用。

www.chip1stop.com

購入したのはこの3点。 DIP化してブレッドボード上で実験したいので。マザーボードBP359Cは、お値段高いので見送った。

BP35A1 ( Rohm )  7,490円   本体
BP35A7A ( Rohm )   800円  アダプターボード(DIP化のためのボード)
BP35A7-accessories ( Rohm )  190円  ネジとピンヘッダのセット

それにしても、お値段が高いなあ。普及の状況を考えれば仕方なしか。12月21日に発注して、翌々日に届いた。クリスマスプレゼントだな。

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 さて、通信モジュールと、認証ID、パスワードが揃ったところで実験開始。折しもトランジスタ技術 2017年1月号 の第2特集のテーマがスマートメーターで、BP35A1での記事というのをAmazonのおすすめで知り、すぐに本屋に走った。

http://toragi.cqpub.co.jp/Portals/0/backnumber/2017/01/p118.pdf

 今回はWi-SUN無線モジュールを、Aruduino互換のESP-WROOM-02(ESP8266)とをシリアルポートで接続し、ESP8266側からシリアルポートで各種コマンドを送って920MHz帯で通信し、スマートメーターから得たデータを、ESP8266で処理して、消費電力を表示させたり、2.4GHz無線LANでアクセスして、ネット越しに消費電力が見えるようにしようと考えた。

 まずは無線モジュールの動作確認からやってみる。

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ESP8266のシリアルポートに送られてきたデータを、もうひとつのシリアルポート(softwearSerial)に出力するスケッチを走らせて、PCから送ったデータをESP8266経由でBP35A1に送り、返事を返せるようにして、コマンドをたたいてみる。

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 応答は正常に返ってくるが、文字化けが出やすい。PC-ESP8266間は115200bps、SoftwareSerialで接続しているBP35A1とは9600bpsにして落ち着いた。BP35A1のWUART設定は43(9600bps、フロー制御なし、キャラクター間インターバルなし)とした。(キャラクタ間インターバルは無いほうが文字化けが少なかった)

http://rabbit-note.com/wp-content/uploads/2016/12/50f67559796399098e50cba8fdbe6d0a.pdf#51

 

さて、この後を考えるにあたり、先人のブログを参考にさせていただく。

スマートメーターからリアルタイムに消費電力を取得する - Okiraku Programming

スマートメーターの情報を最安ハードウェアで引っこ抜く - Qiita

自宅がスマートメーターになったので消費電力を取得してみて、ついでにいろいろやってみたお話 | 雑記帳 - Just another WordPress site

 つづく

 

スマートメーターと通信する その1

  2015年春の電力自由化で、我が家は電力会社を東京ガスに変更した。それにあわせて屋外に設置されている積算電力計が、円盤がぐるぐる回る機械式から、スマートメーターに変更になった。

スマートメーターは電力量など利用状態を自動的に電力会社に通知できるようになっていて、検針員が来ることがなくなった。配電網を受け持つ東京電力パワーグリッド株式会社など、全国の電力会社は、スマートメーターへの置き換えを進めていて 、新規契約や電力会社の変更、メーターの有効期限切れにともなう交換など、きっかけがあるところから優先的にスマートメーターを取り付けている。我が家には東芝製のメーターが付いている。

 

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 スマートメーター|Smart life|東京電力エナジーパートナー株式会社

スマートメーターは、920MHz特定小電力無線(設置環境によっては有線(PLC)方式の場合もあるらしい)を使って、電力会社がその地域に設置したアクセスポイント(コンセントレータという)とデータ通信をして、電力量の収集や、メーターの制御もできるようになっている。電力会社が使うこの通信ルートは「Aルート」と呼ばれている。また、スマートメーターが持っているデータを、家庭のエネルギー管理システム(HEMS)などでも利用できるように、「Bルート」と呼ばれる通信ルートが一般開放されており、電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)として提供されている。

電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)|電力自由化への対応|東京電力パワーグリッド株式会社

スマートメーターとは「無料の通信高機能電力メーター」 

HEMSといえば、我が家はNTTのフレッツミルエネというサービスを、サービス開始当初に導入時の補助金交付を受けて、ずっと利用しているが、消費電力がリアルタイムに表示される訳ではない。また、スマートメーターになったことにより、電力会社のサイトでも毎時の積算電力が見られるようになったので、フレッツミルエネの必要が低下している。

 Bルートサービスでは、ほぼ即時に消費電力が取れる。そこでBルートサービスの通信方式に対応した通信モジュールがロームから入手可能となっているので、Arudinoなどのマイコンを使ってスマートメーターと通信し、消費電力を見えるようにするプロジェクトを開始した。

 

スマートメーター(Bルートサービス利用の手続き)

(書いたときの気分でなぜかここからですます調になります)まず、利用手続きについてまとめておきます。電力会社のサイトから「電力メーター発信サービス(Bルートサービス」の申し込みをします。スマートメーターにアクセスするためには認証IDとパスワードが必要なためです。ここからご利用開始の登録をします。

電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)のお申し込みついて|東京電力

このサービスの登録や利用は無料です。申込時点でスマートメーターになっていなければ、申込を機会にスマートメーターに交換してくれます。

メールアドレスを入力して、利用規約に同意すると、案内メールが返ってきます。

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From: <bc_info@tepco.co.jp>

日付: 2016年12月17日 xx:xx

件名: 電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)申込のご案内
To: xxxx
 ──────────────────────────────────────
  ■□ 電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)申込のご案内 □■
 ──────────────────────────────────────
 この度は「電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)」のお申込みをいただきまして、誠にありがとうございます。 下記のURLにアクセスして、申込登録手続きを行ってください(手続きは、まだ完了しておりません)。
  -----------------------------------------------------------------
 【申込登録URL】
  -----------------------------------------------------------------
 ※URLが2行以上になっている等により、クリックをしてもアクセスできない場合には、URLをコピーしてブラウザのアドレスバーに1行になるように貼り付けて画面を表示させてください。
 ※申込登録URLの有効期間は2016年12月24日の10時までとなっております。
   有効期間内までに登録手続きが行われなかった場合には無効となりますので、お手数ですが下記URLより再度お申込みください。
   http://www.tepco.co.jp/pg/consignment/liberalization/smartmeter-broute.html
 ======================================================================
 ※本メールは送信専用メールアドレスからお送りしています。
   ご返信いただいてもお答えできませんのでご了承ください。
  「電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)申込に関するQA」はコチラ
   http://www.tepco.co.jp/pg/faq/faq.html
 ※このメールにお心当たりがない場合は、お手数ですがメールの破棄をお願いいたします。
 東京電力パワーグリッド株式会社
 ======================================================================
 All Rights Reserved. Copyright (C) 2016 TEPCO Power Grid, Incorporated.

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申し込み登録URLから必要事項を入力します。「供給(受電)地点特定番号」が必要です。これは電気料金の請求書等に記載されています。申込登録をすると、2日後の12月19日に下記のメールが返ってきました。

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From: <pg_contactcenter@tepco.co.jp>
日付: 2016年12月19日 xx:xx
件名: 【お知らせ】電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)利用開始の申込みについて
To: xx
 このたびは、電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)利用開始のお申込みをいただき、誠にありがとうございます。お客さま情報の照合を完了し、お申込みを受け付けましたので、お知らせいたします。

■ 今後の流れについて
<すでにスマートメーターが設置されているお客さま>
 ①弊社にてスマートメーターへ利用開始の設定を実施いたします。
  ※通信環境が悪く遠隔での設定が困難な場合は、
  事前にご連絡のうえお客さまのお宅にお伺いし作業をさせて頂きます。
 ②認証IDを郵送にて、パスワードをメールにてそれぞれお知らせいたします。
  ※本日より2~3週間以内で認証ID及びパスワードの到着となります。

 <スマートメーターが設置されていないお客さま>
 ①弊社にてスマートメーターの設置工事をいたします。
  ※作業日を事前にお客さまへお知らせいたします。
  当社サービスエリアにおいて、スマートメーター設置が遅延しておりましたが、
  9月中旬をもちまして、標準的な期間(お申し込みから2週間程度)での設置工事が可能となりました。
 ②スマートメーターへ利用開始の設定を実施いたします。
  ※通信環境が悪く遠隔での設定が困難な場合は、
  事前にご連絡のうえお客さまのお宅にお伺いし作業をさせて頂きます。
 ③認証IDを郵送にて、パスワードをメールにてそれぞれお知らせいたします。
  ※本日より2~3週間以内で認証ID及びパスワードの到着となりますが、
  スマートメーター設置時のお立ち会いなど、
  日程の調整が難しい場合はこの限りではありません。

※このメールは送信専用のメールアドレスから配信されています。ご返信いただいてもお答えできませんのでご了承下さい。
※お申し込みに心当たりがない場合、または、内容につきましてご不明な点がございましたら、お手数ですが下記までご連絡をお願いします。

========================================================
東京電力パワーグリッド株式会社 コンタクトセンター
TEL:03-6362-5150
受付時間:月曜日~金曜日(土日祝日を除く)9時~17時
========================================================
All Rights Reserved. Copyright c 2016 TEPCO Power Grid, Incorporated.

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メールには「本日より2~3週間以内に認証ID、パスワードの到着」と書かれています。このまま年越しか・・と思いきや、2日後の12月21日にパスワードが電子メールで送られてきました。速い。

認証IDは「別途郵送」されてくることになっています。

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From: <route_b_information@tepco.co.jp>
日付: 2016年12月21日 xxxx
件名: 「電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)」パスワードのお知らせ
To: xxx
〇〇 様
この度は「電力メーター情報発信サービス(Bルートサービス)」のお申し込みをいただきまして、誠にありがとうございます。スマートメーターの設定が完了いたしましたので、以下のとおり、パスワードをお知らせいたします。
お申込日:平成28年 12月17日
供給地点特定番号:xx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxx
ご使用場所:xxxx
ご契約名義 : 〇〇様
計器番号 : xxxx
通信方式 : 920
パスワード : XXXX XXXX XXXX
上記のパスワードと別途封書にて郵送させて頂きます認証IDをお客さまにて、お手持ちの「HEMS機器」へご入力いただくことでサービスが開始いたします。
※サービスを終了(解約)される場合、またはパスワード紛失等のため再発行をご希望の場合は、お手数ですが、当社ホームページよりお手続きをお願いいたします。
■当社ホームページ(東京電力パワーグリッド) http://www.tepco.co.jp/pg/
  Group Quick Link「Bルートサービス」からお手続きください。
※本お知らせは、お客さまからお申し込み頂きましたメールアドレスにお送りしております。
本サービスのお申し込みにお心あたりが無い場合は、大変お手数ですが、弊社カスタマーセンターまでご連絡をお願いいたします。
【お問い合わせ先】
東京電力パワーグリッド株式会社 カスタマーセンター TEL:0120-995-007
受付時間:月曜~土曜日の9時~17時(休・祝日を除く)
※このメールは送信専用のメールアドレスから配信されています。ご返信いただいてもお答えできませんのでご了承ください。

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その翌日、認証IDが郵送されてきました。f:id:t1000zawa:20170122192829j:plain

仕事が速いです。(仕事が少ないのか?) 

これで、スマートメーターにアクセスするための情報がそろいました。

 申し込み時に承諾したことになっている「利用規約」では、スマートメーターから取得できるデータの種類と、通信方式について記載されています。我が家の通信方式は想定通り「920」(920メガヘルツ帯特定小電力無線)で安心しました。

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  情報発信データ一覧 

データ名
 (1) 動作状態
 (2) 設置場所
 (3) 規格Version情報
 (4) 異常発生状態
 (5) メーカコード
 (6) 製造番号
 (7) 現在時刻設定(取得のみ)
 (8) 現在年月日設定(取得のみ)
 (9) 状変アナウンスプロパティマップ
 (10) Set プロパティマップ
 (11) Get プロパティマップ
 (12) 係数(合成変成比)
 (13) 積算電力量有効桁数
 (14) 積算電力量計測値(正方向計測値)
 (15) 積算電力量単位(正方向,逆方向計測値)
 (16) 積算電力量計測値履歴1(正方向計測値)
 (17) 積算電力量計測値(逆方向計測値)
 (18) 積算電力量計測値履歴1(逆方向計測値)
 (19) 積算履歴収集日1
 (20) 瞬時電力計測値
 (21) 瞬時電流計測値
 (22) 定時積算電力量計測値(正方向計測値)
 (23) 定時積算電力量計測値(逆方向計測値)
 (24) 積算電力量計測値履歴2(正方向,逆方向計測値)
 (25) 積算履歴収集日2
 ※データ名は,一般社団法人エコーネットコンソーシアム APPENDIX ECHONET機器オブジェクトに基づく
2 通信方式の選定基準
(1) 計量器の通信方式は原則として,920メガヘルツ帯特定小電力無線方式といたします。ただし,次の場合等,920メガヘルツ帯特定小電力無線方式の適用が困難な場合は,電力線搬送通信(PLC)方式といたします。
 イ 集合住宅等において,各戸の計量器が集合して施設されるなど,住居等と離れた場所に計量器が施設される場合
 ロ 建物構造等により,計量器の施設場所から屋外への電波環境が悪く,当社自動検針用通信に電力線搬送通信(PLC)方式が適用される場合
(2) 実際の計量器の施設状況等から(1)によらず,通信方式を選定する場合があります。

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以上で、Bルートサービスの申込は、非常にスムースに完了しました。申込の過程でどのような利用をするのか、どのようなHEMS機器で利用するのかの確認はなく、現状ではサービスを実際に利用するかしないかは、手続き上、あまり関係ないようです。

規約には

 (6) SMA認証 

  一般社団法人エコーネットコンソーシアムによる「スマート電力量メータ・HEMSコントローラ間アプリケーション通信インタフェース仕様書」に関する仕様適合認証をいいます。
(7) HEMS等
  本サービスに対応した計量器から発信したデータを受信することが可能な,SMA認証を取得したホーム・エネルギー・マネジメント(管理)システム等の機器をいいます。

と書かれていて、利用者が用意する機器は、仕様適合認証を受けたものが前提とされているように読めます。今回は実験用なので、認証を受けていない機器を接続しようとしているのですが、そうすることがサービス停止条件や禁止事項にはあたらないようにも読めます。(SMA認証を取得したホーム・エネルギー・マネジメント(管理)システム等の機器じゃないとダメとはハッキリ書かれていない)

プロの方のサイトの中には、「個人のブログで実験している人もいるようだが仕様適合認証を受けていない機器はつないではダメ」と明言されているところもあるようですので自己責任ということで。

  

 

NYP

ニューイヤーパーティの今年のシールが来ました。アマチュア無線復活後、3枚目です。
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携帯電話のメモリー吸出し

元旦に実家の母が母自身の携帯電話SH-11Cをポケットに入れたまま洗濯してしまった。水没の場合、十分乾燥させれば復活できるケースも多いが、今回は水没後電源がしばらく入っていたことと、洗濯機の中でガラガラと洗われたおかげで液晶部分に傷がついて水が入ってしまっており、あきらめて代替の中古白ロムを購入して渡した。

 電話帳やメールをなんとか復活させたいが、液晶がだめなのでどうにもならない。もう1台同型機種があるので、水没機の基板を取り出して、正常機種に移植し、メモリーが読めないか試してみることに。水没機を分解。ビスは特殊ネジだが、マイナスドライバーで回せる。マザーボードを取り出して錆を無水アルコールで洗浄。キーボードと液晶のコネクタを接続して電源を入れると、無事立ち上がった。データをmicroSDカードに移して作業終了。microSDカードを実家に送ったが本人にコピーする作業をしてもらうにはハードルが高いのでdocomo ショップに行ってもらうことにした。めでたし。

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NYP

 1月2日9:00から1月3日21:00の間に20局と交信する「ニューイヤーパーティー」に今年も参加。1月3日10時頃からHF帯で運用開始。例年なら7MHzか10MHzのCWのみで2時間もやれば20局くらいすぐに交信できたが、今日はコンディションが非常に悪く、国内のほとんどのエリアがスキップしている有様で、聞こえてる局もフェーディングが激しい。釣り竿アンテナでは2時間かかって10局がやっと。このままでは20局クリアは厳しそうなので、144MHzに移動した。CWで10局交信できてぎりぎり20局完成できた。

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プリウスNHW11プラグ交換

大晦日の洗車のついでにプラグ交換。80000km弱で初めてのプラグ交換。イリジウムプラグをヤフオクで購入。リレーボックスを外して、プラグのソケットを外す。プラグレンチでプラグを外すが非常に固い。強引に回すとジリジリと嫌な音がしつつ、なんとか外すことができた。

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交換後のエンジンのフィーリングは、ほとんど変わらず。

AMコンテスト

50MHzのAMだけのコンテストが毎年この時期開催される。10時から13時までの間になるべく多くの局と交信するルール。今年はRJX-601を携えて近所の丘(湘南国際村 横須賀市)に移動。10時過ぎから1時間くらい付属のホイップアンテナで運用。神奈川県内はもちろん、静岡、千葉、東京の局と交信できた。
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