Datenlogging von Sensoren

[Nightvision]

Hallo allerseits,

ich bin auf der Suche nach dem richtigen Bussystem für mich. Ich möchte gerne Mikrocontroller an einen Bus anschließen, die Sensordaten speichern und alle 15 Minuten zu einem "Master"-Mikrocontroller senden, der die Daten dann endgültig (auf eine SD-Karte?) speichert. Das ganze soll im häuslichen Umfeld stattfinden, weshalb ich auf KNX gestoßen bin. Allerdings weiss ich nicht, ob dieses Vorhaben so realisierbar ist, oder ob da z.b. Profibus die bessere Alternative ist.
Besonders interessant ist für mich die Nutzung unterschiedlicher Medien (Funk, TP, PLC), die scheinbar mit KNX möglich ist.

Wozu würdet ihr mir raten?

Vielen Dank und viele Grüße
Daniel

[TRex]

hmmm,
warum speicherst Du die Microcontroller nicht gleich in ein Archiv?
Grundsätzlich geht dass, die frage ist nur, in welchem Datenformat liegt die Info vor und was machst Du dann mit den Daten?

[Chris M.]

Hallo Nightvision,

möglich ist viel

Was sind Deine Preisvorstellungen und wo zwischen Basteln und Profi-Lösung willst Du Dich bewegen?

[Jockel]

Warum willst Du dafür einen leitungsgebundenen Bus nehmen, schau doch mal nach Zigbee Modulen. Verwende ich hier ohne Probleme für einige Temperatursensoren.

[makki]

@Jockel: vielleicht hab ich was verpasst aber wo gibts den Zigbee-Tempsensor mit Anbindung an *irgendwas* ? (Mal angenommen ohne Atmel programmieren)

Makki

[swenga]

Hallo zusammen,

ich glaube hier obliegen wir wieder dem alten Problem der Definition eines ISO-Layers. KNX definiert dabei ja nicht nur die Transport- und Low-Level Schicht sondern auch zu weiten Teilen die Anwendungsseite. Zigbee dagegen nur die LowLevel-Schicht, Anwendungen (Temperatursensor) sind davon völlig unabhängig.

Im Prinzip kann man auch KNX fuer ein solches Vorhaben nehmen, ob dies allerdings wegen der Komplexität (jeder Teilnehmer muss ein KNX-Teilnehmer sein und wie ich den TE verstehe gehen nicht irgendwelche fertigen Sensoren sondern dies sind spezielle Microcontroller) sinnvoll und kostenguenstig ist stelle ich dahin.

Persoenlich wuerde ich auf einen Feldbus/RS485 oder ähnliches Derivat setzen. Diese Schnittstellen sind auf vielen Controllern bereits vorhanden, einfache Zweidrahtverbindungen reichen aus. Wenn eine KNX-Installation vorhanden ist und das Ganze nicht kommerziell sein soll, koennte man evtl. das zweite Adernpaar des KNX hernehmen (ich zieh den Kopf schon ein....)

My 2 cents,

Swen

[Nightvision]

Danke für die schnellen Antworten.

Es handelt sich bei der Geschichte um ein (kommerzielles) Pilotprojekt in Richtung Smart Grid. Ich bin dabei auf der Suche nach dem richtigen Bussystem, wobei auch drahtlose Verbindungen in Frage kommen (zigBee, z-wave).
Ziel ist es nicht, fertige Lösungen an den Bus zu klemmen, sondern via Schnittstellen eigene Geräte (Mikrocontroller) an das System anzuschließen.

KNX schien auch deswegen attraktiv, da man angeblich Funk und drahtgebundene Geräte gleichzeitig verwenden kann.

[Jockel]

@Jockel: vielleicht hab ich was verpasst aber wo gibts den Zigbee-Tempsensor mit Anbindung an *irgendwas* ? (Mal angenommen ohne Atmel programmieren)

Stimmt schon, nur hatte der Threadersteller ja von Mikrocontrollern gesprochen. Wenn er die eh programmiert, dann ist die zusätzliche Anbindung mit Zigbee kein großes Problem. Den Controller an KNX anzubinden ist ja auch nicht ohne, spätestens wenn man das kommerziell betreib und zertifizieren lassen möchte.

Alleine für eine solche Anwendung würde ich im häuslichen Umfeld keine Leitungen legen, wenn die eh vorhanden sind ist das natürlich etwas anderes.

[Nightvision]

Wie sieht es denn da mit der KNX-Funklösung aus? Habe davon ein paar Zeilen auf der offiziellen KNX-Homepage gelesen.
Da KNX der Homepage nach auf PLC, Funk und TP läuft, stellt sich mir gerade folgende Frage: Definiert eigentlich KNX auch die unteren OSI-Layer, oder kann man theoretisch alles mögliche (z.b. CAN Controller) verwenden?

Schade, dass man bei diesem "offenen" Standard nicht so einfach an die offiziellen Dokumente kommt, in denen alles mal klar definiert ist...

[StefanW]

Es handelt sich bei der Geschichte um ein (kommerzielles) Pilotprojekt in Richtung Smart Grid. Ich bin dabei auf der Suche nach dem richtigen Bussystem, wobei auch drahtlose Verbindungen in Frage kommen (zigBee, z-wave).
Ziel ist es nicht, fertige Lösungen an den Bus zu klemmen, sondern via Schnittstellen eigene Geräte (Mikrocontroller) an das System anzuschließen. KNX schien auch deswegen attraktiv, da man angeblich Funk und drahtgebundene Geräte gleichzeitig verwenden kann.

Nun, für die richtige Auswahl eines Bussystems, insofern wir Dir mit Rat und Meinung helfen sollen, wären einige wichtige Randparameter zu:

• Maximale Anzahl der Sensoren / Aktoren in einem System
• Entfernungen / Reichweite
• Mögliche / gewünschte Topologien (Bus, Stern, Ring usw.)
• Geschwindigkeit der Datenübertragungen / Aktualisierungsrate
• Anforderungen an Fehlerrate und Betriebsfestigkeit (MTBF), Sicherheit gegen Abhören und unbefugtes Mitlesen oder Eindringen, Redundanz
• Soll das produkt am Ende offiziell verkauft werden können, insbesondere müssen Standards eingehalten / zugesagt / zertifiziert werden.
• Interessant wäre auch noch ob nur Sensoren ausgelesen und gespeichert oder am Ende sogar was gesteuert werden soll
• Zur Verfügung stehende Entwicklungszeit
• Budget

Wenn Du uns ein paar Angaben dazu machen kannst, können wir Dir sicher besser weiterhelfen.

Wie sieht es denn da mit der KNX-Funklösung aus? Habe davon ein paar Zeilen auf der offiziellen KNX-Homepage gelesen.

Nun, zumindest ist die KNX-Funklösung (wie die meisten anderen auch) meines Wissens leider frei von Sicherheit, also keine Verschlüsselung oder strenge Authentifizierung der Teilnehmer.

Definiert eigentlich KNX auch die unteren OSI-Layer,

Ja, insbesondere diese. Hat Dir Swenga oben bereits geschrieben...

oder kann man theoretisch alles mögliche (z.b. CAN Controller) verwenden?

Nein, weil dann ist es ja ein CAN.

Schade, dass man bei diesem "offenen" Standard nicht so einfach an die offiziellen Dokumente kommt, in denen alles mal klar definiert ist...

Richtig, finden wir auch sehr schade.

• Offizielle Möglichkeit: Mitglied bei der KNX werden. Mindestdauer 5 Jahre und mindestens 1.000 EUR pro Jahr.
• Inoffizielle Möglichkeit: Kompatibles Bussystem von Freebus.org

[Nightvision]

Hallo Stefan,

ich kann zumindest ein paar Informationen angeben:

Die Anzahl der Teilnehmer wird unter 100 liegen.
Die Reichweite soll ca. 100 - 150 m betragen
Es soll sowohl Wireless als auch Kabelgebunden kommuniziert werden können
Topologie würde sich nach dem Kommunikationsverfahren richten, ist also nicht fest vorgegeben
Die Datenrate ist äußerst gering. Alle virtelstunde soll jeder Teilnehmer einen max. 64 Bit großen Wert übermitteln. Eine Zeitsynchronisation soll zwischendurch auch stattfinden, was ähnlich geringes Datenaufkommen bedeuten würde.
Sicherheit und MTBF spielen hier erst einmal keine Rolle, da es sich um ein internes Pilotprojekt und keine sicherheitsrelevanten Daten handelt.
Im ersten Schritt werden die Sensordaten lokal gespeicher und aufintegriert, anschließend virtelstündlich an eine Mastereinheit über das gesuchte Kommunikationssystem übermittelt.
Später kommt evtl. noch Regelung hinzu. Das ist aber jetzt noch nicht zu beachten.
Die Verwendung von Standards bietet sich an, ist aber nicht obligatorisch.
Aussagen zur Entwicklungszeit und Budget: So billig wie möglich, also auch quasi so schnell wie möglich, wegen der Stundensätze.
Es soll lediglich demonstiert werden, dass die Realisierung bei uns möglich ist. Eine perfekte und optimierte Lösung wird ausdrücklich nicht gesucht. (Also quick&dirty)

freebus hatte ich mir mal angeschaut. Da ist allerdings nur der Drahtgebundene Teil beschrieben. Die Drahtloslösung wäre mir aber auch sehr wichtig.
Danke auch für die bisherigen Antworten!

[StefanW]

Hallo Nightvision,

sehr schön, damit können wir schon mehr anfangen.

Nun noch eine sehr wichtige Frage, was ist genau der Nutzen / Grund für das Sammeln der Sensordaten / Mittelwertberechnung durch sensorlokale Mikrocontroller die sich dann mit einer zentralen Komponente austauschen?

Auf den ersten Blick erscheint mir das entbehrlich und hinsichtlich der Realisierung aufwendig und damit hinderlich.

ca. 100 "dumme" Sensoren jede Minute zentral abzufragen / zu empfangen ist für die meisten Busse kein Problem und aufintegrieren könnte man je nach Sensor auch mit einem RC-Glied.

[Nightvision]

Hallo Stefan,

es geht bei dem Projekt in erster Linie nicht um Erfüllung eines "Sinns", sondern um Demonstration von Möglichkeiten. Dafür ist dieser Aufbau erforderlich. Variable Komponente ist dabei momentan lediglich die Datenübertragung.


Gruß
Daniel

[Nightvision]

Hallo Stefan (und natürlich alle anderen Mitleser),

konntest Du nun - ausgestattet mit meinen Angaben - eine geeignete Technologie identifizieren?
Ich liebäugle z.Z.t mit dem M-Bus...


Viele Grüße
Daniel

[StefanW]

Hi Daniel,

bin zur Zeit sehr beschäftigt, daher konnte ich noch keine detaillierte Antwort liefern. Würde hinsichtlich der Einfachheit / Kosten der Implementierung und verfügbarer HW/SW die Busse "1-Wire" für die drahtgebundene Kommunikation und "ZigBee" für Funk vorschlagen. Details muss ich ein andermal ausführen.

M-Bus kenne ich zuwenig. Klingt zwar zunächst gut, allerding ist der Standard neu, es stellt sich die Frage nach der Verfügbarkeit von Chips und Software-Implementierungen.

Stefan