BACHELORARBEIT

FERNAUSLESUNG VON WÄRMEZÄHLERN

DATENÜBERTRAGUNG, DIE SICH RECHNET

ausgeführt am

Fachhochschul ­ Bachelorstudiengang

Automatisierungstechnik

von

Mario Weißensteiner

Graz, im Februar 2009

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DANKSAGUNG

Ich danke Herrn Dipl.-Ing. Karl Hartinger für die Betreuung während der Erstellung dieser Bachelorarbeit.

Weiterhin gehört mein Dank Herrn Wolfgang Fink von der Steirischen Gas & Wärme GmbH für die

Betreuung vor Ort und der vorangegangenen langjährigen Ausbildung in der Abteilung ,,Zählerwesen".

Die konstruktiven Gespräche waren sehr informativ und bereiteten mir einen weitreichenden Überblick

über dieser Thematik.

Abschließend danke ich meiner Familie für die Geduld und für die moralische Unterstützung während

meiner gesamten Studienzeit.

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KURZFASSUNG

Datenfernübertragung von Wärmemengenzählern gewinnt immer mehr an Bedeutung. Man bedenke, vor

knapp zehn Jahren wurden nicht einmal 5% des steiermarkweiten Zählerbestandes fernausgelesen, so

sind es heute schon mehr als die Hälfte. Der Grund für dieses hohe Maß an Beliebtheit ist nicht nur der

Rückgang der Einstandspreise, sondern auch die einfache und rasche Realisierung solcher Systeme, die

es auch kleineren Netzbetreibern ermöglicht, ihre Zählerstände per Fernübertragung zu eruieren.

Diese Bachelorarbeit gibt einen strukturierten und besonders verständlichen Zugang zu den einzelnen

Fernübertragungssystemen. Diese Systeme operieren zum Teil drahtlos und zum Teil drahtgebunden. In

weiterer Folge wird ein guter Gesamtüberblick über die Aspekte dieser Systeme übermittelt. Dieser führt

von al gemeiner Erklärung über Funktionsweise und Übertragungssicherheit bis hin zur Montage, sodass

diese Arbeit einerseits zur Auswahl neuer Systeme und andererseits als Schulungsunterlage im

Unternehmen dient.

ABSTRACT

Automatic Meter Reading (AMR) is becoming more and more popular in the range of heat meters. About

ten years ago there were less than 5% of automatic reading systems being utilized within Styria.

Nowadays more than 50% of heat meters are equipped with automatic reading systems. This increase of

use could, not only, be explained by the reduction of the systems′ price but also by the easy and fast

instal ation. Moreover this advantage also makes it possible for smal er companies to use these systems,

and efficiently get the counter values required from the original meter.

This bachelor thesis presents a structured and understandable analysis, reviewing the Automatic Meter

Reading systems, which can be operated wireless or cabled. In addition, it presents an overview

considering aspects such as general entry, the function mode, transmission reliability and also product

instal ation. This thesis aims to aid the selection process, when considering appropriate heating systems

for specific requirements and to assist in the training of staff, with regards to system benefits, installation

and usage.

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INHALTSVERZEICHNIS

1

Einleitung 1

2

Vor- und Nachteile einer Fernübertragung 3

2.1

Technologischer Aspekt 3

2.2

Personalpolitischer Aspekt 4

2.3

Kundenzentrierter Aspekt 4

2.4

Gegenüberstel ung 4

2.5

Ausgangssituation 4

3

Funk 5

3.1

Allgemeines 5

3.2

Funktionsweise 5

3.2.1

Modulation 5

3.2.1.1

Amplitudenumtastung (ASK) 7

3.2.1.2

Frequenzumtastung (FSK) 8

3.2.1.3

Phasenumtastung (PSK) 9

3.2.2

Frequenzband 9

3.3

Montage 10

3.4

Einsatzbereich 10

3.5

Übertragungssicherheit 10

4

M-Bus 12

4.1

Allgemeines 12

4.2

Funktionsweise 12

4.2.1

Bitübertragungsebene (Physical Layer) 12

4.2.2

Sicherungsebene (Data Link Layer) 14

4.2.3

Vermittlungsebene (Network Layer) 17

4.2.4

Anwendungsebene (Application Layer) 17

4.3

Montage 19

4.4

Einsatzbereich 20

4.5

Übertragungssicherheit 20

5

GSM (Global System for Mobile Communications) 21

5.1

Allgemeines 21

5.2

Funktionsweise 21

5.3

Montage 22

5.4

Einsatzbereich 22

5.5

Übertragungssicherheit 23

6

Modem 24

6.1

Allgemeines 24

6.2

Funktionsweise 24

6.3

Montage 26

6.4

Einsatzbereich 27

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6.5

Übertragungssicherheit 27

7

LonWorks 28

7.1

Allgemeines 28

7.2

Funktionsweise 28

7.3

Montage 29

7.4

Einsatzbereich 29

7.5

Übertragungssicherheit 29

Zusammenfassung 30

Literaturverzeichnis 31

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ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Grundsätzliche Funktionsübersicht Modulation 6

Abbildung 2: Einteilung Modulationsverfahren 6

Abbildung 3: Zeitfunktion der binären Amplitudenumtastung 7

Abbildung 4: Zeitfunktion der binären Frquenzumtastung 8

Abbildung 5: Zeitfunktion der binären Phasenumtastung 9

Abbildung 6: Gebührenfreie Frequenzbänder (ISM) 10

Abbildung 7: OSI Modell (Schicht 4 bis 6 ist bei M-Bus nicht belegt) 12

Abbildung 8: Übertragungsimpulse bei M-Bus 13

Abbildung 9: Übertragung eines Bytes 14

Abbildung 10: Teil der GSM - Rahmenstruktur 22

Abbildung 11: Übersicht Modulationsarten 24

Abbildung 12: Konstel ationsdiagramm (a) QPSK (b) QAM-16 (c) QAM-64 26

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