Calorimeter Reading and Billing Software with M-Bus Communication Protocol

Öz

The increase in the need for housing due to the increase in the world population causes housing types to vary according to geographical regions. The widespread use of housing estates instead of detached houses, especially in urban areas, has brought along the requirements for collective living such as central heating systems. Ensuring energy efficiency and sustainable use of resources are critical, especially in central heating systems. In this study, an integrated system capable of real-time data reading, processing and automatic billing from calorimeters is developed using the M-Bus (Meter-Bus) protocol and LabVIEW graphical programming platform. The system provides transparent and efficient management of energy consumption in buildings and offers remote monitoring, fault detection and a user-friendly interface. Utilizing the advantages of low power consumption, high reliability and industrial compatibility of the M-Bus protocol, the system meets the requirements of the Energy Efficiency Law No. 5627, especially in buildings of 2000 m² and above. In the study, functions such as real-time data analysis, visualization of consumption trends and automatic reporting are integrated.

Anahtar Kelimeler

• M-bus
• LabVIEW
• smart meter
• energy efficiency
• automatic billing

M-Bus Haberleşme Protokolü ile Kalorimetre Okuma ve Faturalandırma Yazılımı

Öz

Dünya nüfusundaki artışa bağlı olarak barınma ihtiyacının artması, konut tiplerinin coğrafi bölgelere göre çeşitlilik göstermesine neden olmaktadır. Özellikle kentsel alanlarda müstakil konutlar yerine sitelerde yaşamın yaygınlaşması, merkezi ısıtma sistemleri gibi toplu yaşam gerekliliklerini beraberinde getirmiştir. Enerji verimliliğinin sağlanması ve kaynakların sürdürülebilir kullanımı, özellikle merkezi ısıtma sistemlerinde kritik bir öneme sahiptir. Bu çalışmada, M-Bus (Meter-Bus) protokolü ve LabVIEW grafiksel programlama platformu kullanılarak, kalorimetrelerden gerçek zamanlı veri okuma, işleme ve otomatik faturalandırma yapabilen bütünleşmiş bir sistem geliştirilmiştir. Sistem, binalarda enerji tüketiminin şeffaf ve verimli bir şekilde yönetilmesini sağlamakta olup, uzaktan izleme, arıza tespiti ve kullanıcı dostu bir ara yüz sunmaktadır. M-Bus protokolünün düşük güç tüketimi, yüksek güvenilirlik ve endüstriyel uyumluluk avantajlarından yararlanılarak geliştirilen sistem, özellikle 2000 m² ve üzeri binalarda 5627 sayılı Enerji Verimliliği Kanunu’nun gerekliliklerini karşılamaktadır. Çalışmada, gerçek zamanlı veri analizi, tüketim trendlerinin görselleştirilmesi ve otomatik raporlama gibi işlevler ilave edilmiştir. Deneysel sonuçlar, geliştirilen sistemin %98,5 doğruluk oranı ile enerji tüketimini ölçtüğünü ve faturalandırmada %30’a varan tasarruf sağladığını göstermiştir. Bu çalışma, akıllı bina ve enerji yönetim sistemleri alanında düşük maliyetli, ölçeklenebilir ve yenilikçi bir çözüm sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• M-Bus
• LabVIEW
• akıllı sayaç
• enerji verimliliği
• otomatik faturalandırma

Kaynakça

1. International Energy Agency (IEA). Energy Efficiency in Buildings. Paris: IEA, 2022.
2. Türkiye Cumhuriyeti Resmî Gazete. 5627 Sayılı Enerji Verimliliği Kanunu. Resmî Gazete, 02.05.2007, Sayı: 26510.
3. Mukul MJ. Design of a graphical user interface for home energy monitoring system. MSc, Aalto University School of Science and Technology, Espoo, Finland, 2010.
4. Ahmed T, Miah M, Islam MM, Uddin M. Automatic electric meter reading system: A cost-feasible alternative approach in meter reading for Bangladesh perspective using low-cost digital wattmeter and WiMAX technology. Int J Eng Technol 2011; 8: 1-8.
5. Karaman B, Taşkın S, Tokay M. Gerçek zamanlı enerji izleme ve tüketici farkındalığı için LabVIEW™ programı ile otomatik sayaç okuma. J Energy Syst 2021; 33(2): 225-232.
6. Gajda G, Retkowski B. Nesnelerin interneti çağında akıllı M-Bus iletişimi. IFAC-PapersOnLine 2018; 51(6): 169-174.
7. Zhou Y, ve diğerleri. AI-based anomaly detection in smart metering systems. IEEE Trans Smart Grid 2023; 14(2): 1450-1462.
8. Karaca B. Tüketim sayaçlarında M-BUS standartlarının uygulanmasının geleneksel metotlara göre avantajları. Yüksek Lisans Tezi, Maltepe Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 2023.

9. European Commission. Directive (EU) 2023/1791 on energy efficiency and smart metering rollout. Official Journal of the European Union, L 231, 22.09.2023.
10. Türk Standartları Enstitüsü. TS EN 13757-4:2023 – Wireless M-Bus implementation guidelines. Ankara: TSE, 2023.
11. International Organization for Standardization (ISO). ISO/IEC 14908-1:2012 – Communication protocol for local area control networks. Geneva: ISO, 2012.
12. Jiang MC, Chen JC, Liu YW. WLAN-centric authentication in integrated GPRS-WLAN networks. In: IEEE Vehicular Technology Conference; 6-9 Oct 2003; Orlando, FL, USA. New York, NY, USA: IEEE. pp. 2242-2246.
13. Şahin H. Elektronik sayaçlarda kullanılmak üzere uzaktan GPRS modül ile elektronik elektrik sayacı okuma uygulaması. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2007.
14. Türk Standartları Enstitüsü. TS EN 13757-2: Ölçü aletlerinde haberleşme sistemleri ve uzaktan okuma standardı – Bölüm 2: Fiziksel ve bağlantı hat katmanı. Ankara: TSE, 2005.
15. Türk Standartları Enstitüsü. TS EN 13757-3: Ölçü aletlerinde haberleşme sistemleri ve uzaktan okuma standardı – Bölüm 3: Tahsisli uygulama katmanı. Ankara: TSE, 2005.
16. M-Bus Association. M-Bus documentation. Erişim Tarihi: 2024. Erişim adresi: https://m-bus.com/documentation
17. Şentürk Z, Cebeci KR. LabVIEW denetimli Peltierli ortam soğutucusu. Lisans Bitirme Çalışması, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Türkiye, 2011.