I dati sono trasmessi attraverso un\'interfaccia radio a bassa potenza nella banda attorno a 868 MHz.
Le frequenze inferiori a 1 GHz sono infatti le più indicate a coprire distanze elevate in particolare all\'interno degli edifici, per via della minore attenuazione a parità di potenza.
Lo standard prevede che i trasmettitori siano abilitati solo per una frazione del tempo disponibile, come specificato da Etsi, allo scopo di minimizzare le interferenze dovute alle applicazioni che si trovano nelle vicinanze.
Ciò contribuisce a garantire trasmissioni relativamente sicure negli intervalli di frequenze compresi fra 868,0 e 868,6 MHz e fra 868,7 e 869,2 MHz.
La struttura del protocollo è basata sulla norma EN1434.
Le specifiche tecniche tipiche per le interfacce radio sono mostrate nella tabella 1.
Nello standard WMbus, le modalità S, T e R e le loro sottomodalità sono organizzate in modo da soddisfare i requisiti di una varietà di applicazioni di misura.
I contatori di energia elettrica spesso operano in modalità T, mentre i contatori di acqua e di gas funzionano in modalità S.
E\' inoltre necessario mettere a punto un transceiver per consentire la scrittura di dati sul contatore.
La figura 2 mostra un confronto tra Wmbus e due degli altri standard wireless esistenti:
Bluetooth con la relativa Hci (Host/Controller Interface) e lo stack 802.15.4 in un\'applicazione ZigBee.
La sezione che segue descrive nel dettaglio come creare un sistema conforme allo standard WMbus usando il transceiver EZRadioPro SI443x di Silicon Labs e un microcontrollore con consumi ultrabassi della serie C8051F9XX, anch\'essa prodotta da Silicon Labs o uno degli equivalenti prodotti system on a chip Si10xx.
Osserviamo per prima cosa la struttura dello strato fisico (Phy) secondo lo standard EN13157.
La soluzione Silicon Labs è definita sulla base dell\'organizzazione dello stack Iec a tre livelli, mostrato in figura 3, nella quale lo strato Phy è progettato secondo lo standard EN13157-4.
Lo strato definisce principalmente il modo in cui i bit sono cifrati e trasmessi, oltre alle caratteristiche del modem RF (frequenza di chip, preambolo, parola di sincronizzazione e parametri RF come modulazione, frequenza centrale e deviazione di frequenza).
Lo strato Phy è realizzato come una combinazione hardware/software e gestisce tutte le funzioni RF e modem.
Il dispositivo EZRadioPro Trx usa la modalità Fifo quando la funzione di gestione del pacchetto è disabilitata.
Fra le funzioni, la trasmissione dati (codifica/decodifica; lettura/scrittura a blocchi; gestione dei pacchetti e di stato) è gestita attraverso l\'interfaccia Spi.
Il livello di collegamento dati è realizzato all’interno del modulo di connessione M-Bus ed esegue la formattazione dei dati, oltre a copiare i medesimi dal buffer TX dell’applicazione allo strato PHY del buffer TX, aggiungendo allo stesso tempo tutte le sequenze di intestazione e di controllo di ridondanza ciclica (crc).
Si noti che lo strato applicativo mostrato in figura 3 non fa parte del firmware di WMBus nella sua implementazione esemplificativa (già realizzata da Silabs).
In figura 1 viene presentata un’applicazione tipica riguardante un contatore d’acqua e il relativo modulo di lettura.
In questa prova il dispositivo di lettura del contatore invia i propri dati al lettore ogni 10 secondi, usando la modalità T1 per il più breve tempo di trasmissione possibile.
Questa applicazione del lettore è stata progettata per assicurare un’autonomia di dieci anni con una batteria al litio da 3 Volt.
Il lettore del contatore invia il “carico utile” informativo a un concentratore interfacciato a una Gui, realizzata a partire da librerie Api verso Wi dows.
La soluzione fornita da Silicon Labs comprende anche una serie di script Python per la fase di verifica.
Questi ultimi usano una connessione Uart virtuale (Usb Vcp) verso la corrispondente configurazione hardware, allo scopo di comunicare con i chip SI443x attraverso lo strato fisico della Mcu (ad esempio ‘F912).
