Von Christian Gossé, Actimage. Auf der Smart-Grid-Messe 2015 in Paris hat der französische Verband der Elektro- und Digitalgerätehersteller IGNES eine neue lokale Funksenderlösung, ERL (Emetteur Radio Linky), vorgestellt. Dieses drahtlose Modul verbindet Geräte und Gebäudeautomation mit dem Smart Meter "Linky" des Energieversorgers Enedis (ehemals ERDF), der bis 2020 alle Stromzähler in Frankreich durch den Linky ersetzen will. Das ERL wurde so spezifiziert, dass es mit den 35 Millionen Linky-Zählern, die eingesetzt werden sollen, kompatibel ist, und macht das KNX RF Multi und Zigbee-Protokoll zur Pflicht. Es gibt zwei verschiedene Arten von KNX RF, nämlich Ready und Multi. Während KNX RF Ready einen einzigen Kanal verwendet, unterstützt KNX RF Multi fünf verschiedene Kanäle und erhöht damit den Schutz vor Störungen. 
Das ERL Modul wird mit dem Linky Smart Meter verbunden und hat eine Fernbedienung. Tarifverwaltung Das ERL bietet dem Kunden neue Dienstleistungen wie das Tarifmanagement, bei dem die Geräte ihr Verhalten an die besten aktuellen oder zukünftigen Tarife anpassen. Das ERL wird mit einem zentralen Gerät im Haus verbunden, um dem Benutzer in Echtzeit den aktuellen Verbrauch und die Erzeugung von elektrischer Energie anzuzeigen. Es kann auch mit Steuergeräten verbunden werden, z. B. mit elektrischen Heizkesseln oder elektrischen Heizungen, um den Energieverbrauch zu optimieren. Darüber hinaus kann der Nutzer von der Vermeidung von Spitzenlasten und Lastabwürfen profitieren, indem er Energie zu günstigen Zeiten kauft oder anbietet. 
Tarifbasiertes Management von direkt oder indirekt angeschlossenen Geräten mit Hilfe eines zentralen Energiemanagementsystems (CEMS). Technische Anforderungen Der ERL muss in den Linky-Zähler eingesteckt werden und wird vom Zähler mit maximal 120mW versorgt. Es erhält dann Informationen vom Linky-Zähler über TIC (TéléInformation Client). Es gehen keine Informationen an den Zähler zurück. Die Kommunikation zwischen dem ERL und dem HAN (Home LAN) ist eine RF-gesicherte Kommunikation und die Inbetriebnahme zwischen dem ERL und dem HAN erfordert keine zusätzlichen Werkzeuge. Standardisierung und Sicherheit Die KNX Association's KNX interworking group hat an der Standardisierung der ERL Funktionalität in der Application Note 179 ERL Channel gearbeitet. Darin sind alle Kommunikationsobjekte der Gruppe definiert, einschließlich aller Parameter und Funktionalitäten. Die KNX Systemgruppe hat die Sicherheit verbessert, indem sie die Push-Button Easy Mode Konfiguration (Application Note 169 Secure PB-Mode) für E-Mode (Easy Mode) Geräte und die Data Secure Kommunikation (Application Note 158 KNX Data Security) für S-Mode (System Mode) Geräte hinzugefügt hat. Die Zertifizierung von Geräten ist nun möglich, da KNX in seiner EITT (KNX Interworking Test Tool) Software auch sichere Funktionen testbar gemacht hat. Die neuen Anforderungen an die Datensicherheit haben zu einigen Änderungen in den KNX Stack-Implementierungen geführt, wie z.B. die Verwendung des ECDH (Elliptic Curve Diffie-Hellmann) Algorithmus für die Generierung und den Austausch von Sicherheitsschlüsseln (ca. 25kB Flash auf 16-bit Mikrocontrollern) und die Verwendung von EEPROM zur Speicherung der Sicherheitszähler. KNX Secure Geräte benötigen auch eine Möglichkeit zur Aktualisierung der Firmware. Eine Möglichkeit ist die Einführung von Bootloader-Funktionalitäten und insbesondere OTA (Over The Air) Updates. Integration Die größte Herausforderung für diese spezielle ERL-Lösung ist die Integration in bestehende Zigbee-Stacks, die heute weniger flexibel sind als die Implementierung von KNX-Stacks. Dies erfordert eine zusätzliche Anpassung an RTOS (Real Time Operation System) oder eine dedizierte Bare-Metal-Programmierung (d.h. Software, die sehr nah an der Hardware ohne viele Abstraktionsschichten entwickelt wird). Die Herausforderung für die Hersteller besteht darin, eine gute HF-Leistung bei einem auf 120mW reduzierten Energieverbrauch zu erreichen. 
Das ERL arbeitet mit zwei standardisierten und sicheren Funkprotokollen, nämlich KNX und Zigbee. Ergänzende Geräte zum ERL werden auf Home Gateways angezeigt, die KNX RF-Empfänger integrieren und mit dem Zähler verbunden sind. In diesem Fall wurden die KNX RF-Stacks so angepasst, dass sie auch auf größeren MCUs mit externen RF-Transceivern laufen, die in die bestehende Hardware integriert werden müssen. Im Haushalt werden diese Geräte die intelligente Energieanwendung direkt oder in Kombination mit Energiemanagern oder Elektrogeräten unterstützen, da sie direktes Feedback und Informationen vom Zähler erhalten. 
Beispiel einer Benutzeroberfläche für Energieüberwachung und -management. Derzeit ist die S-Mode-Konfiguration mit der ETS nicht möglich, da die Geräte auf eine einfache Push-Button-Konfiguration ohne Tools ausgelegt sind. Zukünftige Gerätegenerationen oder bestehende Geräte werden eine Verbindung durch OTA-Updates vom Linky-Zähler zu einer Twisted-Pair (TP) KNX-Installation über neue TP/RF-Multimedia-Koppler ermöglichen. Abschluss Linky und die ERL haben neue Lösungen für KNX RF Multi Secure Implementierungen vorangetrieben. Wir werden mehr und mehr Multiprotokoll-Endgeräte anstelle von Monoprotokoll-Geräten sehen, die mit Multiprotokoll-Gateways verbunden sind. Laut den Herstellern von RF Chipsätzen und MCUs konkurrieren jetzt mehrere optimierte Kombinationen von SoC (System on Chip) oder externen Transceivern, um neue KNX RF Multi Secure Geräte zu unterstützen. Neue Chipsätze integrieren einen speziellen KNX RF Multi-Packet Handler, um die Arbeit der MCU zu reduzieren. In Zukunft werden KNX RF Module in Elektrogeräte integriert werden müssen, die eine direkte Verbindung zum Linky ermöglichen. Das Ziel ist es, die Profile des Tagestarifs (heute und morgen) zu erhalten und sie an den besten intelligenten Energieverbrauch anzupassen. Die Möglichkeiten für KNX RF sind vielfältig, da mehr als 100 Gruppenkommunikationsobjekte vom Linky-Zähler zur Verfügung stehen, um solche neuen Funktionalitäten zu erreichen. Christian Gossé ist Business Manager bei Actimage, einem deutsch-französischen Unternehmen, das sich auf die Entwicklung neuer Technologien spezialisiert hat, um Unternehmen in allen Phasen ihrer digitalen Transformation zu unterstützen; von Portal- und Cloud-Plattformen über eingebettete Software und IoT bis hin zu mobilen Apps mit AR, VR und MR. Die Entwicklung von KNX Anwendungen und Geräte-Firmware durch Actimage wird hauptsächlich durch Gossé&Tech Tapko Technologien (KNX Stack, Modul, OEM-Gerät) unterstützt. www.actimage.de
