Installation

Vorbemerkungen

• Die Installation eines Smartmeter-Servers und die Anbindung der Funkzähler per LoRaWan erfordert einiges technisches Know-How und etwas Erfahrung auf Linux-Systemen. Dieses trifft insbesondere dann zu, wenn nicht alle Komponenten innerhalb eines Netzwerks liegen. Wenn Sie selber nicht über dieses Know-How verfügen, empfehlen wir dringend, sich kompetente technische Unterstützung zu holen, da wir keine Hilfe bei Fragen zu Linux-, Netzwerk- oder LoRaWan-Problemen leisten können
• Für die Installation gibt es an vielen Stellen mehr als eine Möglichkeit für die Realisierung. Die hier vorgestellte Installationsweise ist deshalb nur als beispielhaft anzusehen

Benutzte Hardware

• Dragino LPS8v2. Dieses ist ein LoRaWAN-Gateway, in dem ein ChirpStack-Application-Server integriert ist.
• Raspberry PI Version 4 oder 5 mit installiertem Raspberry Pi OS
• Dragino LHT65N-E31F ist ein LoRaWAN-Temperatur- und Feuchte-Sensor mit einem internen und einem externen Sensor. Er dient zunächst zum einfachen Test der Installation und kann später als Außentemperatursensor eingesetzt werden.
• Zenner Zelsius C5 Wärmezähler mit LoRaWAN-Schnittstelle

LoRaWAN einrichten

Gateway einrichten

• Dragino LPS8v2 mit dem Netzwerk und Stromversorgung verbinden
• Im Router die IP-Adresse ermitteln und dafür sorgen, dass sie sich nicht ändert
• Mit dem Browser IP-Adresse ansteuern zur Konfiguration (User root, Default-Passwort dragino)
• System → General anwählen und Passwort ändern. Mit Save&Apply übernehmen
• LoRaWAN → Semtech UDP anwählen
  • Wert in Feld Gateway EUI merken
  • Unter Primary Server als Service-Provider Custom/Private LoRaWAN auswählen und die IP-Adresse des Gateways eingeben
  • Als Secondary Server kann The Things Network V3 ausgewählt werden, um das öffentliche The-Things-Network einzubinden. Dann muss dort auch eine Registrierung erfolgen
  • Mit Save&Apply übernehmen
• Server → Network Server anwählen
  • Wenn bei ChirpStack nicht Running angezeigt wird, enable setzen und Launch drücken
  • Änderungen mit Save&Apply übernehmen

ChirpStack einrichten

• Mit dem Browser IP-Adresse des Gateways mit der Port-Nummer 8080 ansteuern (User admin, Default-Passwort dragino)
• Unter Users → admin → Change password ein neues Passwort setzen und bestätigen
• Mit Gateways → Add gateway den Dialog zur Anlage eines Gateways öffnen
  • Unter Name einen beliebigen Namen eintragen
  • Unter Gateway ID den Wert aus der Gateway EUI des Gateways eintragen
  • Mit Submit abschließen
• Im Dashboard müsste nach einiger Zeit eine grüne Anzeige für das Gateway erfolgen
• Unter Device profiles → Add device profile den Dialog zur Anlage eines LoRaWAN-Gerätetyps auswählen
  • Nach Select device profile template den Hersteller Dragino, Typ LHT65, Firmware 1.8, Region EU868 wählen und mit Ok übernehmen
  • Unter Codec den Javascript-Decoder durch die neuere Version von der offiziellen Website ersetzen
  • Mit Submit abschließen
• Add device profile ein weiteres Mal für den Wärmezähler aufrufen
  • Für diesen steht kein Template bereit, deshalb muss die Anlage manuell erfolgen
  • Als Name “Zenner Zelsius C5” eintragen
  • Region muss auf EU868 stehen
  • MAC version 1.0.3
  • Regional parameters revision muss den Wert A haben
  • ADR algorithm bleibt auf Default
  • Auf der Seite Join (OTAA/ABP) muss Device supports OTAA eingeschaltet sein
  • Auf die Seite Codec wechseln
    • Payload codec Javascript auswählen
    • Codec functions mit Text aus decoder-zenner-zelsius-c5.js füllen
  • Mit Submit abschließen
• Mit Applications → Add application den Dialog zur Anlage einer Applikation öffnen
  • Einen beliebigen Namen vergeben und mit Submit abschließen
• Gerade erstellte Application auswählen
• Mit Add devices den Dialog zur Registrierung eines LoRaWAN-Gerätes öffnen. Zunächst wird der Temperatursensor registriert. Für jeden Zähler muss dieser Vorgang dann wiederholt werden, wenn alles gründlich getestet wurde
  • Beliebigen Namen vergeben, z.B. “lht65-aussen”
  • Device-EUI aus den Informationen zum Gerät eingeben
  • Join-EUI aus den Informationen zum Gerät eingeben (wird manchmal auch als App-EUI bezeichnet)
  • In Device profile den oben angelegten Gerätetyp auswählen
  • Mit Submit zum nächsten Schritt
  • In Application key den Wert aus den Informationen zum Gerät eingeben
  • Mit Submit abschließen
• Jetzt kann das Gerät eingeschaltet werden
• Im Dashboard müsste nach einiger Zeit eine grüne Anzeige für ein aktives Gerät erscheinen

Der Temperatursensor kann dann so installiert werden, dass der externe Fühler an der Nordwand die Außentemperatur misst, der interne eine passende Raumtemperatur

Mibakus Smartmeter-Server einrichten

Diese Einrichtung erfolgt auf dem Raspberry-PI.

Docker einrichten

Docker ist ein Container-System, dass die Einrichtung des Smartmeter-Serves sehr vereinfacht.

• Vor der Docker-Einrichtung Betriebssystem auf den neuesten Stand bringen
  • sudo apt-get update
  • sudo apt-get upgrade
  • Eventuell Neustart
• sudo curl -fsSL https://get.docker.com | sh
• sudo usermod -aG docker $USER
• Ausloggen mit exit und wieder einloggen
• Zur Prüfung die folgenden Kommandos verwenden, die ohne Fehlermeldung abgeschlossen werden müssen
  • docker version
  • docker compose version
  • docker run hello-world

Smartmeter-Server einrichten

Weil der Smartmeter-Server E-Mails versenden muss, benötigt er Zugang zu einem Mail-Server. Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck vor diesem Schritt ein eigenes E-Mail-Konto einzurichten, z.B. goethestr-56-meinestadt@provider.de.

• Docker-Konfiguration mibasmserver-docker.tgz hier herunterladen
• File in ein geeignetes Verzeichnis kopieren
• Mit tar xfz mibasmserver-docker.tgz auspacken
• cd mibasmserver
• File docker-compose.yaml bearbeiten
  • Unter dns die Adresse des zu verwendenden DNS-Servers eintragen, in der Regel die IP-Adresse des Routers
  • Prüfen, ob der unter ports angegebene Port auf dem System frei ist
    • Zur Prüfung, ob ein Port aktuell benutzt ist, kann das Kommando lsof -i -P | grep 8088 verwendet werden
    • Bei Bedarf einen anderen freien Port auswählen und als ersten der beiden Port-Nummern eintragen, z.B. “8188:8088”
• File configuration/mibasmserver.conf.yaml bearbeiten
  • Im Abschnitt General
    • In replyTo und bcc die Adresse des Vermieters eintragen
    • In adminMailAddress die Mail-Adresse des technisch Verantwortlichen eintragen
    • In outdoorTemperature “lht65-aussen.Ext_TempC_SHT” eintragen, um den externen Temperatursensor des lkh65 auszuwählen
    • operationMode bleibt auf “mail-to-admin”, um besser testen zu können
  • Im Abschnitt smtp sind die Angaben des Mail-Providers für das für mibasmserver eingerichtete E-Mail-Konto einzutragen
  • Im Abschnitt chirpStack
    • In address die IP-Adresse des Dragino LPS8v2 eintragen
• Mit dem Befehl docker compose up -d kann der Server jetzt gestartet werden. Er wird dann auch bei einem Neustart des Linux-Systems automatisch neu gestartet

Kontrolle

• Mit einem Webbrowser IP-Adresse des Raspberry PI mit der Port-Nummer 8088 ansteuern (User admin, Default-Password admin)
• Auf der Übersichtsseite dürfen jetzt Fehler wegen des Operation-Modus und der fehlenden Hausbeschreibung angezeigt werden
• Bei anderen Fehlern muss die Konfiguration korrigiert werden, auf der Seite Logs können eventuell genauere Gründe gefunden werden
• Auf der Seite LoRaWAN müsste ein Eintrag für “lht65-aussen” erscheinen, wenn der lht65 die nächste Nachricht mit den aktuellen Werten versendet. Dies geschieht alle 20 Minuten
• Nach dem Start sendet der Smartmeter-Server eine E-Mail zur Information an den Administrator. Diese kann ebenfalls geprüft werden

Passwörter

Passwörter sollten in Konfigurationsfiles nicht im Klartext angegeben werden, damit sie nicht versehentlich öffentlich werden. Deshalb unterstützt mibasmserver eine Angabe von verschlüsselten Passwörtern. Da die Verschlüsselung zunächst initialisiert werden muss, muss der Server zunächst einmal mit unverschlüsselten Passwörtern angelegt werden und ein erstes Mal gestartet werden.

Danach kann jeweils ein Passwort mit dem Shell-Skript password-encryptor verschlüsselt werden, das sich im Verzeichnis mibasmserver befindet. Die gesamten ausgegebenen Strings inclusive der umgebenden "''" müssen anstelle der unverschlüsselten Passwörter in den Konfigurationsfile eingetragen werden. Nachdem alle Ersetzungen durchgeführt wurde, muss der Server neu gestartet werden

• mit dem Kommando docker compose restart im Verzeichnis mibasmserver
• oder über den Button Neustart auf der Seite System der Web-Oberfläche

Updates oder Änderungen der Konfiguration

Änderungen am Konfigurationsfile werden von mibasmserver nicht automatisch übernommen. Dazu ist ein Neustart erforderlich, ebenso wie bei einem Software-Update

Alle Kommandos müssen im Verzeichnis mibasmserver ausgeführt werden.

• docker compose down fährt den Server herunter, um eine neue Version einzuspielen oder Änderungen an der Konfiguration durchzuführen
• docker compose pull dient zum Update des Servers auf die aktuelle Version
• Bei Bedarf können jetzt Änderungen an der Konfiguration vorgenommen werden
• Mit docker compose up -d wird der Server neu gestartet

Mibakus Desktop-Applikation anbinden

• Mibakus starten
• Unter Stammdaten → Allgemeines die Checkbox Smartmeter-Support anklicken
• Stammdaten → Smartmeter-Einstellungen ausfüllen
  • In Smartmeter-Server-URL die Web-Adresse des Smartmeter-Servers eintragen, z.B. http://raspberry-pi:8088/
  • Login erforderlich anwählen
  • Username auf “mibakus” setzen
  • Passwort auf das im Konfigurationsfile für den Smartmeter-Server gesetzte Passwort setzen
  • Mit OK abschließen
• Mit Datei → Speichern wird die Änderung gespeichert und die Hausbeschreibung an den Smartmeter-Server gesendet
• Im Webbrowser müsste auf der Seite Übersicht der Fehler über die fehlende Hausbeschreibung verschwunden sein

Zähler einrichten

Für jeden Zähler ist jetzt die folgende Prozedur auszuführen:

Zähler im Application-Server registrieren

• Mit Add devices den Dialog zur Registrierung eines LoRaWAN-Gerätes öffnen.
  • Beliebigen Namen vergeben, z.B. “eg-waerme”
  • Device-EUI aus den Informationen zum Gerät eingeben
  • Join-EUI aus den Informationen zum Gerät eingeben (wird manchmal auch als App-EUI bezeichnet)
  • In Device profile “Zenner Zelsius C5” auswählen
  • Mit Submit zum nächsten Schritt
  • In Application key den Wert aus den Informationen zum Gerät eingeben
  • Mit Submit abschließen
  • Jetzt kann im Zähler die LoRaWAN-Schnittstelle aktiviert werden

LoRaWAN-Einrichtung prüfen

• Auf der Seite LoRaWAN des Smartmeter-Servers müsste ein Eintrag für den neuen LoRaWAN-Zähler erscheinen

In Mibakus eintragen

Wenn der Zähler tatsächlich installiert worden ist, muss in Mibakus der Zählertausch fast wie normal eingetragen werden:

• In Stammdaten → Zähler den entsprechenden Zählereintrag anwählen
  • Einen Haken bei Smarter Zähler setzen
  • Als Zählernummer den Zählernamen zusammen mit dem Namen des Feldes mit dem Zählwert setzen, also z.B. “eg-waerme.energy”
  • Mit OK abschließen
• In Zähler den Zähler anwählen
  • Einen neuen Eintrag anlegen
    • Als Ereignis “Ablesung” eintragen
    • Als Datum den Termin des Umbaus eintragen
    • Zählerstand ist der letzte Stand des alten Zählers
    • Mit OK abschließen
  • Einen weiteren Eintrag erzeugen
    • Als Ereignis “Zählertausch” wählen und denselben Termin
    • Anfangsstand des neuen Zählers eintragen
    • Mit OK abschließen
• Mit Datei → Speichern die Änderung speichern

Einrichtung prüfen

• Auf der Seite Zähler des Smartmeter-Servers müsste ein Eintrag für den neuen Zähler mit dem in Mibakus verwendeten Namen erscheinen
• Dieser Name müsste auf der Seite LoRaWAN in der Spalte Benutzende Zähler auftauchen

Nach dem nächsten Monatsanfang können die vom Smartmeter-Server versendeten E-Mails geprüft werden. Wenn alles OK ist, kann im Konfigurationsfile der Eintrag operationMode entfernt werden und der Server neu gestartet werden. Danach werden die Verbrauchs-Mails auch an die Mieter gesendet.