Smartes Zählerparkmanagement & digitales Messwesen mit Smart Meter

Smartes Messwesen

Digitale Zähler & Messstellenbetrieb

Wir treiben die Digitalisierung der Messsysteme voran

Das digitale (smarte) Messwesen ist eine Grundlage für die Weiterentwicklung der Versorgung und der dazugehörigen Infrastruktur. Der Smart Meter Rollout – der flächendeckende Einbau intelligenter Messsysteme und moderner Messeinrichtungen für Energie und Wasser – und ihre Integration in die Versorgungsnetze,- sind eine Mammutaufgabe. Gelsenwasser treibt die Digitalisierung des Messwesens voran, federführend im Trinkwasser-Bereich.  
Schätzungen gehen davon aus, dass es in Deutschland mindestens 48 Millionen Wasserzähler in den kommunalen Wassernetzen gibt. Die tatsächliche Zahl dürfte deutlich höher liegen. 

Sie haben Interesse an digitalen Trinkwasserzählern oder benötigen Unterstützung beim Messstellenbetrieb: Sprechen Sie unseren Experten an.
 

Ihr Ansprechpartner

Frank Stefanski

Zählerwesen

Einer für alle, alle für einen: drei Unternehmen & eine gemeinsame Mission

So entwickelten Gelsenwasser, Kamstrup und PHYSEC einen digitalen Trinkwasserzähler.

  • Gelsenwasser, das Traditionsunternehmen aus dem Ruhrgebiet, mit einem riesigen Erfahrungsschatz rund um Wasserversorgung und Wasserzähler
  • PHYSEC, das Spin-off der Ruhr-Universität Bochum, spezialisiert auf IoT-Security und mit seiner innovativen TLS-over-LoRaWAN-Technik
  • Kamstrup, der weltweit führende Zählerhersteller, mit seinen intelligenten Systemlösungen

Unsere Mission: einen smarten Wasserzähler auf den Markt zu bringen, der neue Standards in Sachen Funktionalität, Nachhaltigkeit sowie Datenschutz und -sicherheit setzt. 
 

Digitaler Trinkwasserzähler

Der Weg von der Idee bis zum digitalen Trinkwasserzähler

Gemeinsam mit Kamstrup haben wir einen digitalen Trinkwasserzähler mit der von PHYSEC entwickelten TLS-over-LoRaWAN-Kommunikation für den deutschen Markt entwickelt. Erfahren Sie, welche Probleme wir als Partner gemeinsam lösen mussten.

Die ersten Schritte

Gelsenwasser wollte schon lange beim Trinkwasser den manuellen Ableseprozess durch eine automatisierte Lösung ersetzen. Doch es fehlte die richtige Technologie. Unser erster Pitch „Perfect Match“ brachte uns 2016 mit PHYSEC zusammen. Die Ausgründung vom renommierten „Horst-Görtz-Institut“ der Ruhr-Universität Bochum war gerade gestartet, mit starker Expertise im Bereich IoT-Security und Kryptographie. Die PHYSEC-Idee: die Vorteile von LoRaWAN und die für Smart-Meter-Gateways vorgesehene TLS-Verschlüsselung kombinieren und so für die Anwendung in der Wasserversorgung optimieren. Damit konnten wir Funktionalität und Datensicherheit zusammenbringen. Nachdem wir in einem kleinen Pilotprojekt die BSI-konforme Datenkommunikation über LoRaWAN mit TLS-Tunnel in der Praxis nachgewiesen hatten, meldeten wir die Technologie zum Patent an.

Von der Theorie in die Praxis mit der richtigen Hardware

Darauf aufbauend entwickelten wir mit PHYSEC eine „LoRa-Box“. Sie kann verschiedene Ausgangssignale aus Zählern verarbeiten und die Daten mit TLS-Verschlüsselung über LoRaWAN kommunizieren. 2020 wurden die ersten 1.000 „LoRa-Boxen“ in Gelsenkirchen eingebaut. Ein erster Praxistest. 
Doch für den großen Einsatz im Versorgungsnetz fehlte die Hardware, sprich ein Wasserzähler, in dem die neue, patentierte Verschlüsselungstechnologie eingebaut werden konnte. Den liefert Kamstrup: Der Spezialist integrierte die Technik in seinen neuesten Ultraschall-Wasserzähler. 

Hin zum Erfolgsprodukt: der digitale Trinkwasserzähler mit TLS-over-LoRaWAN

Aus der ersten Idee von 2016 ist fünf Jahre ein Erfolgsprodukt geworden. Die ersten 100 Vorserienzähler werden in einem Feldtest im LoRaWAN-Netz in Gelsenkirchen intensiv auf ihre Funktionalität getestet. Parallel läuft die Produktion: Ab Mai 2022 werden wir 25.000 digitale Trinkwasserzähler der ersten Serie im Versorgungsgebiet verbauen. Mitte des Jahres wird der Zähler auf dem deutschen Markt verfügbar sein. Und ab 2023 werden Wasserzähler mit TLS over LoRaWAN Kommunikation flächendeckend im Versorgungsgebiet verbaut. 
 

So funktioniert die Zählerfernablesung via LoRaWAN TLS

Ein LoRaWAN-Funknetz wird in die Kategorie der LPWAN-Funktechnologien (Low Power Wide Area Network) eingeordnet und gehört damit zu den Niedrigenergieweitverkehrsnetzen. Mit relativ wenig Energie können LoRa-Geräte batteriebetrieben über weite Strecken geringe Datenmengen übertragen (z. B. Zählerwerte). Dazu sind zum einen Gateways (kleine Antennen) notwendig, die in der Lage sind in hoher exponierter Lage auf Gebäuden einige Kilometer weit Signale zu empfangen und zum anderen der LoRa-Netzwerkserver (LNS) bei dem alle Gateways angemeldet werden. Die Gateways können nicht nur via Mobilfunk angebunden werden, auch eine Anbindung über Ethernet ist möglich. 

Bei der Zählerfernablesung mit der LoRaWAN-TLS-Technik werden Daten sicher und unter Datenschutz- und Datensparsamkeitsaspekten BSI-konform übertragen. Hierbei werden die Vorteile von LoRaWAN und TLS-Verschlüsselung kombiniert. 

Über den LNS werden die Daten, die von den einzelnen Gateways empfangen werden, gebündelt und können von hier aus dem Applikationsserver (Backend-System) zur Verfügung gestellt werden. Der Applikationsserver wird bei der Verwendung von TLS-Verschlüsselung auch häufig LoRaTLS-Server genannt. Durch diese Struktur wird eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung der Daten vom Zähler bis zum Backend-System mit der für das WAN vom BSI geforderten Verschlüsselung über TLS erreicht (analog zum Smart-Meter-Gateway bei Strom). Die TLS-Verschlüsselung für LoRaWAN ist zudem patentiert. 

Die Übertragung von Zählerwerten findet nur über eine anlassbezogene Kommunikation nach Anforderung statt. Anlässe können zum Beispiel sein: 

  • Abrechnung (z. B. Jahresverbrauchsablesung) 
  • Netz-Dienlichkeit (z. B. Leckageerkennung) 

LoRaTLS ist entweder in den Zählern integriert oder kann unter Einsatz einer „LoRa-TLS Zusatzbox“ über LoRa-Funk mit TLS-Datenverschlüsselung versehen werden. Die „Zusatzbox“ kann über Impulse aus den Zählern die Zählerstände nachbilden oder bei Zählern mit Encoder-Zählwerken die Zählerstände auslesen und dann ebenso über LoRa-Funkvia LoRa mit TLS-Datenverschlüsselung versenden.

Technisch bietet der digitale Wasserzähler mehr als nur die einmalig pro Jahr stattfindende Fernablesung. Auf Wunsch und mit Zustimmung des Kunden können weitere Daten, zeitlich häufiger erhoben und kommuniziert werden.  

Flexibler Messstellenbetrieb aus einer Hand

Egal, ob kommunale Versorgung, Filialisten oder Industrie: Der flexible Messstellenbetrieb ist ein Muss. Wir helfen Ihnen, Ihren Zählerpark optimal zu verwalten. Sie können die Dienstleistungen aus unserem Angebot einzeln auswählen oder kombinieren. Wir 

  • beschaffen,
  • montieren,
  • lesen ab,
  • wechseln und
  • verwalten

Zähler für Wasser, Gas und Strom.
Mit unseren flexiblen Services sichern sie sich das optimale Verhältnis von Qualität und Kosten beim Messstellenbetrieb. Mit unserem eigens entwickelten Energiemonitoringsystem haben Sie zudem die Möglichkeit, ihre Verbräuche und Erzeugungsleistungen ständig im Blick zu behalten.  

Ihre Vorteile

- volle Kostenkontrolle
- ein persönlicher Ansprechpartner
- Kontrolle über Ihre Daten
- Alles aus einer Hand