Мультипротокольный считыватель для ESP32-S3-ETH с поддержкой RS-485 и M-Bus

Предоставляется заказчиком:

1. Breadboard

2. ESP32-S3-ETH

3. RS-485 TTL-модули HW-519 — 4 шт.

4. Мультиплексоры: HW-178 или CJMCU-4051

5. M-Bus мастер к TTL-конвертеру

6. DC-DC преобразователь 24V → 5V

7. Блок питания 24V 3A

8. Температурный датчик XY-MD02

9. 2 водяных счетчика с M-Bus накладками

10. Тепловой счетчик Sharky 775 с модулем М-Bus

11. Счетчики NIK:

    1. NIK 2100 AP6T.2200.MC.11

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

12. Документация производителя по протоколу RS-485 (по работе со счетчиком)
    
    

1. Аппаратная платформа:

1. Контроллер: ESP32-S3-ETH

2. Доступные UART: 3 аппаратных UART

3. Конвертеры:

   1. 5 x RS485-TTL (HW-519 или совместимые)

   2. 1 x M-Bus-TTL мастер

4. Мультиплексор: HW-178 или CJMCU-4051

5. Дополнительные модули: DC-DC, температурные/экологические датчики
   
   

2. Подключение:

1. Один UART (UART1 или другой доступный) ESP32 используется для считывания с 6 каналов через мультиплексор.

2. Мультиплексор коммутирует доступ к одному из 6 конвертеров в любой момент времени.

3. Логика переключения мультиплексора реализована через 3 GPIO (S0, S1, S2).
   
   

3. Основной функционал прошивки:

3.1. M-Bus (1 канал)

1. Сканирование устройств на M-Bus: определение активных адресов

2. Опрос каждого M-Bus устройства по уникальному адресу (идентификатору)

3. Сбор и парсинг значения потребления или другого показателя
   
   

3.2. RS-485 (5 каналов)

1. Сканирование каждого из 5 каналов RS-485 на наличие устройств (может быть реализовано через цикл опроса известных адресов или протоколов NIK)

2. Опрос каждого устройства на канале (адрес, модель)

3. Поддержка запросов для NIK 2100 и NIK 2307 (подробности в примечаниях)
   
   

3.3. Формирование выходных данных

Все результаты должны быть структурированы в формате JSON, например :

{

  "data": [

    {

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

      "id": "1234567890",

      "type": "rs485-1",

      "value": "128.45",

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

    }

    // ...другие устройства

  ]

}

Окончательный формат будет определен при сотрудничестве

4. Требования к прошивке:

1. Выходной файл в формате .ino для Arduino framework (для PlatformIO или Arduino IDE)

2. Реализовать цикл опроса:

   1. Время между циклами — настраиваемое (например, раз в 5 минут)

3. Хранение JSON-результатов в RAM (вывод через Serial, UART или Ethernet)

4. Метки времени — по RTC или NTP (по необходимости)
   
   

5. Результат разработки:

1. Готовый и протестированный файл прошивки .ino, который:

   1. опрашивает все 6 каналов (M-Bus и RS485-1…5)

   2. формирует валидный JSON с данными с устройств

   3. выводит JSON через Serial

      2. Документация к прошивке

Примечания:

Дополнение по работе с RS-485 для счетчиков NIK:

Счетчики NIK 2100 AP6T.2200.MC.11 и NIK 2307 0.5s ART T.1620.MC.22 используют протокол на основе стандартов IEC 62056-46, -53, -61, -62, что предусматривает использование HDLC кадрирования и структуры данных COSEM/DLMS.

Общение со счетчиком включает этапы:

1. Инициализация соединения (отправка SNRM фрейма и получение ответа UA).

2. Авторизация через AARQ пакет с указанием пароля (пользователь, оператор или администратор).

3. Обработка AARE-ответа для проверки авторизации.

4. После авторизации — обмен GET-запросами с использованием OBIS-кодов для чтения показаний.

5. Завершение сессии DISC-пакетом.

• Для авторизации используется 16-байтовый пароль, передаваемый в поле AARQ. Тип доступа (user/operator/admin) задается в ID пользователя.

• При 5 неудачных попытках авторизации с одним ID — доступ блокируется на 30 минут.

• Все пакеты оборачиваются в HDLC-структуру с контрольными суммами (FCS), которые вычисляются по 16-битному CRC (алгоритм в приложенной документации).

• Адресация счетчика осуществляется в формате HDLC и основана на серийном номере (конвертация также предоставлена в документации).

• Учитывайте, что не все счетчики могут отвечать на сканирование адресов — в таком случае возможно опрос по известному списку серийных номеров.