Czytnik wieloprotocolowy dla ESP32-S3-ETH z obsługą RS-485 i M-Bus

Dostarczone przez zamawiającego:

1. Breadboard

2. ESP32-S3-ETH

3. RS-485 TTL-moduły HW-519 — 4 szt.

4. Multipleksory: HW-178 lub CJMCU-4051

5. M-Bus master do konwertera TTL

6. Przetwornik DC-DC 24V → 5V

7. Zasilacz 24V 3A

8. Czujnik temperatury XY-MD02

9. 2 liczniki wody z nakładkami M-Bus

10. Licznik ciepła Sharky 775 z modułem M-Bus

11. Liczniki NIK:

    1. NIK 2100 AP6T.2200.MC.11

    2. NIK 2307 0.5s ART T.1620.MC.22

12. Dokumentacja producenta dotycząca protokołu RS-485 (dotycząca pracy z licznikiem)
    
    

1. Platforma sprzętowa:

1. Kontroler: ESP32-S3-ETH

2. Dostępne UART: 3 sprzętowe UART

3. Konwertery:

   1. 5 x RS485-TTL (HW-519 lub kompatybilne)

   2. 1 x M-Bus-TTL Master

4. Multipleksor: HW-178 lub CJMCU-4051

5. Dodatkowe moduły: DC-DC, czujniki temperatury/środowiskowe
   
   

2. Podłączenie:

1. Jeden UART (UART1 lub inny dostępny) ESP32 służy do odczytu z 6 kanałów przez multipleksor.

2. Multipleksor przełącza dostęp do jednego z 6 konwerterów w dowolnym momencie.

3. Logika przełączania multipleksora realizowana jest przez 3 GPIO (S0, S1, S2).
   
   

3. Główne funkcje firmware:

3.1. M-Bus (1 kanał)

1. Skanowanie urządzeń na M-Bus: wykrywanie aktywnych adresów

2. Pobieranie danych od każdego urządzenia M-Bus po unikalnym adresie (identyfikatorze)

3. Zbieranie i parsowanie wartości zużycia lub innych wskaźników
   
   

3.2. RS-485 (5 kanałów)

1. Skanowanie każdego z 5 kanałów RS-485 pod kątem obecności urządzeń (może być realizowane przez cykl zapytań znanych adresów lub protokołów NIK)

2. Pobieranie danych od każdego urządzenia na kanale (adres, model)

3. Wsparcie zapytań dla NIK 2100 i NIK 2307 (szczegóły w notatkach)
   
   

3.3. Tworzenie danych wyjściowych

Wszystkie wyniki mają być uporządkowane w formacie JSON, na przykład :

{

  "data": [

    {

      "device": "NIK 2100 AP6T.2200.MC.11",

      "id": "1234567890",

      "type": "rs485-1",

      "value": "128.45",

      "timestamp": "2025-05-05T12:34:56"

    }

    // ...inne urządzenia

  ]

}

Ostateczny format zostanie ustalony podczas współpracy

4. Wymagania dotyczące firmware:

1. Plik wyjściowy w formacie .ino dla frameworka Arduino (dla PlatformIO lub Arduino IDE)

2. Implementacja cyklu zapytań:

   1. Czas między cyklami — konfigurowalny (np. raz na 5 minut)

3. Przechowywanie wyników JSON w RAM (wyświetlanie przez Serial, UART lub Ethernet)

4. Znaczniki czasu — za RTC lub NTP (w razie potrzeby)
   
   

5. Wynik rozwoju:

1. Gotowy i przetestowany plik firmware .ino, który:

   1. odpowiada za odczyt wszystkich 6 kanałów (M-Bus i RS485-1…5)

   2. tworzy poprawny JSON z danymi z urządzeń

   3. wyświetla JSON przez Serial

      2. Dokumentacja do firmware

Uwagi:

Dodatki dotyczące pracy z RS-485 dla liczników NIK:

Liczniki NIK 2100 AP6T.2200.MC.11 oraz NIK 2307 0.5s ART T.1620.MC.22 korzystają z protokołu opartego na standardach IEC 62056-46, -53, -61, -62, który przewiduje użycie HDLC kodowania i struktury danych COSEM/DLMS.

Komunikacja z licznikiem obejmuje etapy:

1. Inicjalizacja połączenia (wysłanie ramki SNRM i otrzymanie odpowiedzi UA).

2. Autoryzacja przez pakiet AARQ z podaniem hasła (użytkownik, operator lub administrator).

3. Przetwarzanie odpowiedzi AARE w celu weryfikacji autoryzacji.

4. Po autoryzacji — wymiana zapytań GET z użyciem kodów OBIS do odczytu wskaźników.

5. Zakończenie sesji pakietem DISC.

• Do autoryzacji używany jest 16-bajtowy hasło przesyłany w polu AARQ. Typ dostępu (user/operator/admin) jest ustawiany w ID użytkownika.

• W przypadku 5 nieudanych prób autoryzacji z tym samym ID — dostęp jest blokowany na 30 minut.

• Wszystkie pakiety są opakowane w strukturę HDLC z sumami kontrolnymi (FCS), obliczanymi na podstawie 16-bitowego CRC (algorytm w dołączonej dokumentacji).

• Adresowanie licznika odbywa się w formacie HDLC i opiera na numerze seryjnym (konwersja również dostępna w dokumentacji).

• Należy pamiętać, że nie wszystkie liczniki mogą odpowiadać na skanowanie adresów — w takim przypadku można próbować odpytywać po znanym spisie numerów seryjnych.