어떤 M-Bus 수도계량기가 중앙 집중식 데이터 수집을 지원합니까?

중앙 집중 수집의 기반: OMS 규격 준수 M-Bus 수도계량기

왜 OMS 인증이 중앙 집중식 시스템 간 상호 운용성을 보장하는가

오픈 미터링 시스템(OMS) 인증은 대규모로 M-Bus 수도계량기를 도입할 때 발생하는 성가신 호환성 문제를 해결한다. 표준 프로토콜이 없을 경우, 다양한 제조사에서 생산한 계량기들이 중앙 시스템과 통신하지 못해 공공사업자들은 데이터 사일로에 갇히게 된다. OMS는 장비가 EN 13757-7 표준을 준수하는지 확인함으로써 서로 다른 제조업체의 장치들이 사용하는 인프라와 관계없이 상호 간 메시지를 이해할 수 있도록 한다. 2023년의 최근 계측학 연구에 따르면, 인증된 계량기는 타사 제품과 혼용되더라도 약 99.8%의 높은 정확도로 데이터를 전송할 수 있다. 이를 통해 독점적인 장벽을 제거하여, 공공사업자는 기존 계량기와 새로운 계량기를 병행 설치할 때 고비용의 미들웨어 솔루션이 필요하지 않게 된다. 게다가 이 인증은 백워드 호환성도 요구하므로, 시간이 지나면서 점진적으로 업그레이드하더라도 오래된 장치들도 새로운 M-Bus 계량기와 함께 계속 작동할 수 있다. 또한 OMS는 데이터가 중앙 서버로 전송되는 동안 무결성을 유지하기 위해 일관된 암호화 방법과 적절한 오류 처리를 전반에 걸쳐 의무화한다.

주요 기술 요구사항: 주소 지정, 전보 구조 및 데이터 객체

세 가지 기술적 핵심 요소가 OMS 규격의 M-Bus 수도미터 시스템에서 신뢰할 수 있는 중앙 집중식 데이터 수집을 가능하게 합니다:

• 주소 지정 아키텍처 : 각 미터는 ISO/IEC 11770 표준에 부합하는 고유한 8바이트 기본 주소(선택적 4바이트 보조 주소 포함)를 가져야 하며, 이 계층적 체계는 충돌 없이 세그먼트당 최대 250개 장치까지 지원합니다.

• 전보 구조 : CRC16 체크섬으로 보호되는 가변 길이 페이로드 앞에는 제어 및 주소 필드를 포함하는 고정된 9바이트 헤더가 위치합니다. EN 13757-3은 알람 방송(SND-NR) 및 암호화된 읽기 요청(RSP-UD)을 포함하여 12가지 표준화된 전보 유형을 정의합니다.

• 데이터 객체 : 값 정보 필드(VIF)는 사전 정의된 단위를 사용하여 측정값을 인코딩합니다:

  VIF 코드	측정	UNIT	해상도
  0.3.0	현재 용량	입방미터	0.001
  0.4.0	과거 사용량	kwh	0.1
  0.0.0	경보 플래그	비트마스크	해당 없음

제조사별 확장 기능(예: VIF 0.7.0)은 OMS 프레임워크 하에서 시스템 간 해석 가능성을 유지하기 위해 사전 승인이 필요합니다. 밀집 배치 환경에서의 텔레그램 충돌을 방지하기 위해 엄격한 타이밍 파라미터(응답 창 ≤2ms 포함)를 준수해야 합니다.

확장 가능한 M-Bus 수도계량기 네트워크를 위한 유선 및 무선 M-Bus 아키텍처

유선 M-Bus(EN 13757-2): 밀집 배치를 위한 토폴로지, 거리 제한 및 전원 공급

유선 M-Bus 시스템은 장치들이 체인 형태로 연결되는 2선 방식으로 작동합니다. 이러한 시스템은 최대 1000미터까지 이어지는 세그먼트를 처리할 수 있으며, 각 세그먼트는 M-Bus 프로토콜을 통해 연결된 약 250개의 수도계량기를 지원할 수 있습니다. 중앙에서 네트워크 전체에 전력을 공급한다는 점이 중요한 장점입니다. 버스 자체가 모든 엔드포인트 장치에 필요한 전압을 제공하므로 정기적인 배터리 교체가 필요하지 않습니다. 아파트 건물과 같은 밀집 설치 환경에서는 유지보수 비용이 크게 줄어들며, 일반적으로 약 30% 정도 감소합니다. 그러나 설치 길이가 1000미터 제한을 초과하는 경우 리피터라 불리는 추가 장비가 필요하게 되며, 공간 제약이 이미 충분히 복잡할 수 있는 대규모 구축 계획에는 또 다른 복잡성이 더해집니다.

무선 M-Bus (EN 13757-4): 대규모 M-Bus 수도계량을 위한 주파수 대역, 배터리 수명 및 커버리지 최적화

무선 M-Bus(wM-Bus)는 유럽에서 169MHz, 433MHz 및 868MHz 주파수 대역에서 사용되는 무허가 ISM 대역 내에서 작동합니다. 사용할 주파수를 선택할 때 엔지니어들은 신호의 도달 거리, 장애물 투과 성능, 데이터 전송 속도 간의 최적 균형점을 찾아야 합니다. 예를 들어 169MHz 정도의 낮은 주파수 대역은 경로에 장애물이 없을 경우 최대 5킬로미터까지 커버할 수 있지만, 대신 대역폭 용량이 줄어드는 단점이 있습니다. 많은 설치 사례에서 배터리 수명 또한 중요한 고려사항입니다. 그래서 일부 시스템에서는 장치가 하루에 단 2~4회만 데이터를 전송하는 정지 모드(Stationary mode, S)를 사용하기도 합니다. 이러한 보수적인 접근 방식 덕분에 배터리는 교체 전에 10년 이상 지속될 수 있습니다. 대규모로 이러한 시스템을 도입하는 도시들은 종종 밀집된 도심 지역에서 흔히 발생하는 신호 손실 문제를 해결하기 위해 메시 네트워킹 솔루션과 스마트 게이트웨이 기술을 활용합니다. 네트워크 전반에 릴레이 장치를 전략적으로 배치함으로써 운영자는 데드존을 약 70퍼센트까지 줄일 수 있습니다. 또한 지능형 전력 관리 조정을 통해 서로 다른 인프라가 혼재된 네트워크 환경에서도 안정적인 연결을 유지할 수 있습니다.

데이터 집선장치 및 게이트웨이: M-Bus 수도계량기용 통합 백엔드 연동 지원

트루싱크 컬렉트 및 동등 마스터 유닛: 프로토콜 변환, 폴링 스케줄링 및 펌웨어 관리

Truesync Collect 마스터 유닛은 함께 작동해야 하는 M-Bus 수도계량기 네트워크의 중심 연결 지점 역할을 합니다. 이 장치들은 특수한 M-Bus 신호와 Modbus TCP, MQTT, REST API와 같은 일반적인 산업용 포맷 사이에서 번역자 역할을 수행합니다. 이러한 변환 기능을 통해 SCADA 시스템부터 요금 청구 소프트웨어까지 호환성 문제 없이 모든 것을 연결할 수 있습니다. 스마트 예약 기능은 이러한 장치들의 통신 시점을 관리하는 데 도움을 주며, 무선 계량기의 배터리 수명을 연장시키면서도 매시간 또는 매일의 중요한 사용량 데이터를 정확히 수집할 수 있도록 해줍니다. 또 다른 큰 장점은 수천 대의 장치에 대해 한 번에 원격으로 펌웨어 업데이트가 가능하다는 점입니다. 작년에 WaterTech 저널에 발표된 최근 연구에 따르면, 이러한 원격 업데이트 기능은 기술자를 직접 현장에 보내 수작업으로 유지보수를 수행하는 방식과 비교해 약 40%의 유지보수 비용을 절감할 수 있습니다. 또한 이 시스템에는 그 외에도 다양한 기능들이 추가로 탑재되어 있습니다.

• 프로토콜 브리징 m-Bus 데이터 객체를 레거시 산업 시스템의 Modbus 레지스터로 변환합니다
• 적응형 폴링 피크 수요 시간대에 사용 빈도가 높은 엔드포인트를 우선 처리합니다
• OTA 관리 보안 취약성을 해결하기 위해 암호화된 펌웨어 패치를 제공합니다

이 중앙 집중식 제어 계층은 데이터 사일로를 제거하여 다양한 계량기 플릿 전반에 걸친 통합 분석을 가능하게 합니다

하이브리드 배포 전략: 지자체 공공사업에서 레거시 및 최신 M-Bus 수도계량기 통합

지자체 공공사업은 종종 수십 년 된 유선 장치와 최신 무선 엔드포인트를 아우르는 혼합된 M-Bus 수도계량기 플릿을 관리합니다. 효과적인 현대화는 레거시 투자를 보존하면서도 고급 데이터 기능을 활용할 수 있도록 합니다

유선 및 무선 M-Bus 수도계량기 엔드포인트를 연결하는 듀얼 모드 게이트웨이

듀얼 모드 게이트웨이는 EN 13757-2 사양에 따른 유선 연결과 EN 13757-4 규칙에 따른 무선 설정을 동시에 처리함으로써 서로 다른 통신 표준 간의 격차를 해소합니다. 이러한 장치는 오래된 2선식 시스템의 데이터 패킷을 오늘날의 무선 메시 네트워크와 호환되는 형식으로 자동 변환하여 데이터 형식을 수동으로 일일이 맞출 필요가 없도록 뒷받침합니다. 예를 들어 수도 회사의 경우, 아직 정상 작동 중인 기존 유선 계량기를 계속 사용하면서도 케이블 설치가 실용적이지 않은 어려운 위치에 배터리 구동 무선 센서를 새로 추가할 수 있도록 하이브리드 게이트웨이를 설치합니다. 이를 통해 기존 인프라를 모두 철거하고 처음부터 다시 구축하지 않고도 전체 시스템에 걸쳐 훨씬 개선된 네트워크 커버리지를 확보할 수 있습니다.

클라우드 네이티브 수집 파이프라인: 원시 M-Bus 전보에서 실용적인 유틸리티 분석까지

클라우드 네이티브 수집 파이프라인은 원시 M-Bus 전보 신호를 받아 정제되어 분석 가능한 데이터 세트로 변환합니다. 이 과정에서 유효성 검사, 단위 정규화, 타임스탬프 정렬 및 머신러닝을 활용해 데이터 스트림 내 이상 현상을 자동으로 탐지합니다. 도시와 지자체는 MQTT 또는 기타 일반적인 프로토콜을 통해 이러한 측정값을 수집하며, 유입되는 데이터에 대해 패턴 검사를 수행하여 배관 누수나 비정상적인 사용 급증과 같은 문제를 조기에 포착합니다. 기존의 수작업 데이터 처리 방식에서 벗어나 스마트한 자동화로 전환함으로써 향후 발생할 수 있는 문제를 예측하는 것이 가능해졌습니다. 최근 이러한 시스템의 성능에 대한 연구에 따르면, 일부 지역은 더 스마트한 방식을 도입한 후 미청구로 인한 물 손실을 약 22% 줄였습니다.

OMS 호환 M-Bus 수도계량기 FAQ

오픈 미터링 시스템(OMS) 인증이란 무엇인가요?

OMS 인증은 EN 13757-7 표준의 준수 여부를 검증함으로써 서로 다른 제조업체의 수도계량기 간 상호 운용성을 보장하여 다양한 장치 간에 원활한 데이터 통신을 가능하게 합니다.

유선 및 무선 M-Bus 시스템의 차이점은 무엇인가요?

유선 M-Bus 시스템은 2선 방식으로 전원을 공급하며, 배터리 교체 없이도 밀집된 환경에서 설치가 가능합니다. 반면 무선 M-Bus 시스템은 라이선스가 필요 없는 ISM 주파수 대역에서 작동하며 원격 설치 시 배터리 전원에 의존합니다.

데이터 집중기와 게이트웨이란 무엇인가요?

데이터 집중기와 게이트웨이는 M-Bus 신호를 일반 산업용 형식으로 변환하여 중앙 집중적인 데이터 관리가 가능하게 하고, 다양한 백엔드 시스템과의 통합 시 호환성 문제 없이 작동할 수 있도록 해주는 장치입니다.

클라우드 네이티브 수집 파이프라인이 공공사업자에게 어떤 이점을 제공하나요?

클라우드 네이티브 파이프라인은 원시 M-Bus 전보를 검증, 정규화 및 이상 탐지를 통해 실용적인 데이터로 변환함으로써 유틸리티 분석과 운영 효율성을 향상시킵니다.