Protocollen voor telemetrie

Om systemen met elkaar te kunnen laten communiceren, zijn er regels nodig. Een protocol definieert regels, syntaxis, semantiek en synchronisatie, en biedt de mogelijkheid om fouten in het communicatieproces te herstellen. De syntaxis beschrijft de stappen in het communicatieproces. Bijvoorbeeld verbinding maken, data verzenden en verbinding verbreken. De semantiek beschrijft de betekenis van de gebruikte letters, cijfers en symbolen. Open en gesloten protocollen De leveranciers van sensoren, loggers en de hoofdpost gebruiken vaak gestandaardiseerde protocollen, zodat de verschillende systemen met elkaar kunnen communiceren. Als het protocol van uw meetsysteem niet open is, bent u voor de communicatie met dat systeem altijd afhankelijk van de leverancier. Bij aansluiting op andere systemen kan dat tot hoge kosten leiden. IEC-standaard: norm voor dataverkeer in telemetrie De International Electrotechnical Commision (IEC) heeft de de internationale standaard IEC 60870 opgesteld. Deel 5 voorziet in een communicatieprofiel om basisberichten tussen twee systemen te verzenden. Specifieke protocollen zijn hiervan afgeleid, zoals: IEC60870-5-101 (standaard master-slaveprotocol); IEC60870-5-104 (uitbreiding van IEC60870-5-101 voor gebruik in een netwerk). De IEC60870-5-protocollen gebruiken TCP/IP  als onderliggende protocollen voor het contact met het netwerk. De protocollen zijn de best beschikbare standaarden en gelden als de internationale norm voor dataverkeer in telemetrie. Met name IEC60870-5-104 is zeer geschikt voor telemetrie via internet en GPRS. Modbus-protocol Naast de IEC-standaarden zijn andere protocollen voor telemetrie in gebruik, bijvoorbeeld DNP3 en verschillende vormen van Modbus. Modbus is ontwikkeld in 1979. Veel bedrijven gebruiken het in SCADA-systemen. Maar de vele toepassingen verschillen van de officiële standaard en van elkaar. Apparaten van verschillende leveranciers met verschillende Modbus-versies kunnen daardoor vaak niet goed met elkaar communiceren. Belangrijk nadeel van Modbus is dat het geen datum/tijd-stempels aan de meetdata toekent. Daarom is Modbus eigenlijk niet geschikt als telemetrieprotocol. Met aanpassingen in de software kunt u genoemde problemen vaak wel oplossen. Protocolconverter Als de protocollen van twee systemen niet op elkaar aansluiten, kan een protocolconverter als vertaler optreden waardoor wel communicatie mogelijk is (zie figuur A). Als u telemetriesystemen van verschillende leveranciers aan elkaar koppelt, hebt u vaak een protocolconverter nodig. Figuur A Protocolconverter (Bron: Wikipedia) Vergroot afbeelding Push en pull Er bestaan twee principes om meetgegevens op afstand uit te lezen: push en pull. Bij de push-methode zoekt het onderstation zelf contact met de centrale computer en zendt de gegevens door. Een voorbeeld is het uitlezen via GPRS. Het onderstation verstuurt het bericht op een vastgesteld moment. Om er zeker van te zijn dat de apparatuur nog in de lucht is, moet deze periodiek een teken van leven geven (keep-alivebericht). Ook bij een voortdurend open verbinding als GPRS geldt het pushprincipe; zodra de meetgegevens beschikbaar zijn, worden ze verstuurd. Bij de pullmethode neemt de ontvanger het initiatief tot de datacommunicatie. Vanuit het hoofdstation legt de operator contact met de onderstations door in te bellen. Vervolgens sturen de onderstations de gegevens door. Een voorbeeld van de pullmethode is het uitlezen via 2G-5G-netwerken.