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