Организовать удаленный сбор показаний с электросчетчиков — задача вроде не сложная, счетчики с каждым годом все умнее и умнее и должны сами все отправлять, ан нет, информация конечно есть, но она разрозненная. Производители оборудования видимо тоже хотят зарабатывать на продаже своего ПО. Пишу эту статью чтобы сэкономить время всем, у кого есть похожие задачи.
Начало
На предприятии нужно было автоматизировать сбор показаний с электросчетчиков, порядка двадцати штук. Сделать это требовалось быстро и максимально дешево. Поэтому приняли решение собирать данные с помощью уже развернутого Zabbix, а вот для подключения к счетчику потребовалось написать небольшой скрипт, об этом ниже. Так вышло, что сбор показаний, это лишь один из параметров, который нужно собирать, за остальные отвечает ПК с Debian на борту, поэтому не было сложности подключиться к счетчику через COM-порт. Конечно, для большинства, будет удобнее использовать локальную сеть и получить информацию с промышленного коммутатора или конвертера интерфейсов.
Из вариантов подключения также можно рассматривать оптопорт, правда потребуется приобретать дополнительный девайс, с другой стороны — не нужно снимать пломбу.
Клеммы для подключения к счетчику находятся под опломбированной крышкой.
Поэтому нам пришлось договариваться сетевой компанией о том что, нужно снимать пломбы, выполнять работы, заново пломбировать счетчики. Но в итоге, договоренности были достигнуты и можно было спокойно заниматься решением основной задачи.
Решение задачи
Как следует из официальной документации.
Счетчик, принимает на вход строку байтов формата ADDR-CMD-CRC, а отдает ADDR-CMD-DATA-CRC, где:
- ADDR — Имя счетчика (для меркурий 203.2Т — совпадает с серийным номером)
- CMD — Код команда
- DATA — Данные, зависят от запроса
- CRC — 2х байтовый циклический избыточный код, вычисляемый по всем предшествующим байтам данного пакета. Из этого объяснения не понятно что записывать в поле контрольной суммы.
Дефис в последовательности не используется, здесь использован для разделения логических блоков.
Первым делом, подключимся к счетчику с помощью стандартной программы konfigurator и, с помощью сниффера, посмотрим на передаваемые пакеты, выясним какую контрольную сумму нужно добавлять в конец. Ниже, строка полученная от счетчика.
Воспользовавшись онлайн калькулятором CRC выясняем, что нужно вычислить CRC-16 (Modbus) с полиномом 0xA001.
Немного Python
Ссылок на алгоритм вычисления достаточно, поэтому не буду останавливаться на нем. Для разработки я использовал Python 3
def crc16(data):
crc = 0xFFFF
l = len(data)
i = 0
while i < l:
j = 0
crc = crc ^ data[i]
while j < 8:
if (crc & 0x1):
mask = 0xA001
else:
mask = 0x00
crc = ((crc >> 1) & 0x7FFF) ^ mask
j += 1
i += 1
if crc < 0:
crc -= 256
result = data + chr(crc % 256).encode() + chr(crc // 256).encode('latin-1')
return result
Теперь попробуем получить от счетчика его серийный номер и проверить CRC. Понадобится установить модуль pyserial
import serial
import struct
import time
sn = 26222790
# Открываем соединение
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, serial.EIGHTBITS, serial.PARITY_NONE, serial.STOPBITS_ONE)
print ('Connected:', ser.isOpen())
# \x2f - Команда для получения серийного номера
chunk = struct.pack('>L', int(sn))
chunk += b'\x2f'
chunk = crc16(chunk)
# Отправим данные на счетчик и получим информацию с него
ser.write(chunk)
time.sleep(1)
out = ser.read_all()
ser.close()
print ('Check CRC:', out[-2:] == crc16(out[:-2])[-2:])
print ('Result string:', ':'.join('{:02x}'.format(c) for c in out))
Отлично! Теперь получим значения для израсходованной энергии по первому и второму тарифам, на самом деле нам нужно изменить только поле команды и распарсить результат.
chunk += b'\x27'
t1 = ''.join('{:02x}'.format(c) for c in out[5:9])
t2 = ''.join('{:02x}'.format(c) for c in out[9:13])
print ('T1 =', float(t1)*0.01, '(кВт*ч)', 'T2 =', float(t2)*0.01, '(кВт*ч)')
Все работает. Конечный вариант скрипта выложил на git. В перспективе, планирую добавить поддержку работы по локальной сети.
Для разработки использовался Адаптер USB -> COM «Меркурий-221», но можно напрямую подключать счетчик к COM-порту.
Ссылки:
Полезная информация по подключению счетчиков находится тут
Документация на официальном сайте
Сайт техподдержки
Про CRC на Википедии
Комментарии (21)
beho1der
25.07.2018 16:58Не могли бы проверить будет ли работать данная ПО с вашим счетчиком github.com/Shden/mercury236
safari2012
25.07.2018 17:38Насколько я знаю(поправьте, если я ошибаюсь), эти счетчики перепрограммируются через тот же RS-485. Т.е. вы можете поменять тарифы, может даже обнулить счётчик. Там вроде как разграничения доступа не предусмотрено? Как вам удалось договориться со сбытовой компанией?
LumberJack
25.07.2018 21:00Предусмотрено там всё. С нулевым уровнем доступа только снять показания/значения тока-напряжения и ни шагу в сторону.
DanielKOcean
25.07.2018 23:41+1Меркурий, это пример того, как можно от дурной головы сделать ещё один никому не нужный протокол обмена данными. Есть много аналогов с открытыми промышленными протоколами, которые подсосутся любым софтом, хоть отечественным, хоть зарубежным. Я в последний раз с меркурием работал в 10-м году ещё с тех пор зарёкся ни на одном проекте их не использовать. Да, из-за идиотского протокола, да вот такой я нехороший мальчик с принципами, но ни в одном моём проекте Меркурия не будет никогда.
Siemargl
26.07.2018 01:11Есть много аналогов с открытыми промышленными протоколами
Например?
Интересно было бы сравнить, особенно с учетом чтения журналов событий и получасовок.ilyaster
26.07.2018 08:47у меркурия чехарда с протоколами (одинаковые счетчики разных годов выпуска могут по разному отвечать). А так, если я ничего не путаю, они от Энергомеры отпочковались. С энергомерой проблем при разработке не было, а вот с Меркурием натерпелись. Но это давно было, всех подробностей не упомню.
Ptica79
Мне кажется тут есть принципиальный недостаток схемы. Придется возле каждого счетчика ставить компьютер. А это мягко говоря сильно габаритно. На много интереснее было бы, например, ардуинку с ETH-шилдом подключить. Или что-то на подобии.
Разве что вариант, что все счетчики собраны компактно и можно их все завести на один компьютер.
maquefel
Так datasheet говорит, что можно использовать rs485. То есть датчики можно поключить последовательно. Если скорость неважна, то с хорошим кабелем на малой скорости это дает длину шины до 1 км.
xmanchan Автор
В данном случае устройства расположены в десятках километров друг от друга, поэтому посадить их на одну шину, нет возможности, а ПК как я писал, там итак есть. Но, если схему реализовать без ПК, то конвертер интерфейсов — отличный вариант.
ilyaster
А почему не повесить на счетчики модемы? Тогда можно централизованно собирать и обрабатывать информацию со всех электросчетчиков.
xmanchan Автор
Собирается итак централизованно — на каждом ПК установлен Zabbix-агент, который отправляет информацию на сервер. Модем уже в составе существующего ПК. Ставить дополнительный модем — это удорожание системы.
pfg21
у нас для таких случаев делается Ethernet-485, дешевле компутера получается.
JerleShannara
RS485, как было сказано там есть. Да пускай его там и нету, всегда есть нормальные и надежные решения вида MOXA, которые rs232/422/485 и висящий на них модбас прекрасно заворачивают в ethernet/snmp
latonita
Во-первых, да, уже сказали в другом комментарии, что на одной шине может быть много счётчиков.
Во-вторых, есть адаптеры rs485-ethernet
В-третьих, можно и самому сделать адаптер. для своих нужд сбора у меня реализован проект WiFi адаптера в модуле на дин рейку. Самое дорогое корпус и блок ac-dc. Корпус гаинтовский d2mg. Сегодня на пробу купил от меандра. Он дешевле, но похоже чуть мене удобный — нет защёлки для платы второго уровня, надо будет переделать разводку. Ac dc использую от hi-link hlk-pm03. wifi mcu — esp12f. Наверное долларов 15 запчастей набирается по не оптовым ценам.
BigDflz
да, с ардуинкой всё делается просто. на одну ардуино можно подключить до 1000 устройств с модбас. и через инет отправлять куда угодно.
alid
Мы уже больше десяти лет используем систему мониторинга в СНТ. На Меркуриях 203 и 230, всего их порядка 200 штук, на нескольких линиях rs-485. Длина каждой линии где-то до километра. Были проблемы с грозой, с перетиранием кабеля, но в основном все работает как часы.
Софт написан большей частью на перле (кстати, выложен на гитхабе, если интересно — могу дать ссылку) и продолжает поддерживаться.