Kommunikation mit Thermostaten, Auto und Betreiber
Über das Home Area Network (HAN) innerhalb eines Haushalts lassen sich die vom Zähler empfangenen Tarifinformationen anderen ‚intelligenten Objekten‘ im Haushalt mitteilen. Beispiele für solche intelligenten Objekte sind programmierbare Thermostate, Haushaltsgeräte und in Zukunft auch auf dem Dach montierte Solarmodule oder Hybrid-Elektroautos. Freescale unterstützt HAN-Strukturen mit Lösungen wie ZigBee (MC13224 und MC13226) und Wireless MBus. Die Lösung für Wireless MBus basiert auf dem MC12311, einem ‚System in a Package‘-Baustein, der einen <1GHz-Transceiver sowie eine 8-Bit MCU umfasst. Anfang des vierten Quartals 2011 wurde darüber hinaus eine Partnerschaft mit Qualcomm rund um drahtgebundene HomePlug GreenPHY-Lösungen angekündigt. Das Home Energy Management-System (HEM) fungiert als Gateway zwischen dem HAN und dem Zähler. Außerdem bildet es die Schnittstelle für Kunden, über die sie mit den intelligenten Objekten kommunizieren und seine Präferenzen einstellen können. Die HEM-Lösungen von Freescale basieren auf den ARM-Prozessoren i.MX283 und Kinetis MK40 sowie dem Power Architecture-basierten MPC8308. In-Home Energy Display (IHED) bezeichnen ein kostengünstiges- bei großen Stückzahlen unter 10-US-Dollar Materialkosten für die Halbleiter - Referenzdesign, das die Systemingenieure bei Freescale mit dem Kinetis MK40 Mikrocontroller konzipiert haben. Das IHED kommuniziert mit einem intelligenten Zähler und informiert unmittelbar über Verbrauch von Strom und andere Energieträger. Das speziell für diesen Zweck entwickelte LCD-Display stellt unterschiedliche Parameter dar, beispielsweise Kosten für den Energieverbrauch oder Schätzwerte zur Kohlendioxidemission. Das IHED kommt in unterschiedlichen Arten von Funknetzen zum Einsatz. Dazu verfügt es über zwei intelligente HF-Transceiver, von denen einer im 2,4GHz 802.15.4- und der andere im <1GHz-Frequenzband arbeitet.
Hausoptimierung über das intelligente Netzwerk
Der Home-Energy Manager (HEM) wurde in einer offenen Architektur mit einem auf ARM9-Prozessor basierenden i.MX283 konzipiert. Dieser liefert hohe Prozessorleistung für schnelle Datenbanksuchen sowie komplexe Bedienschnittstellen und ermöglicht überdies eine Skalierung durch den Einsatz anderer Pin-kompatibler Familien, die unterschiedliche Funktionsumfänge anbieten. So lassen sich auf einer Plattform sowohl Systeme für die Einstiegsklasse als auch High-End-Lösungen realisieren. Darüber hinaus unterstützt der HEM offene Betriebssystemplattformen wie Linux und Windows Embedded sowie JVM und OSGI. Anwendern gestattet dies, neue Einsatzszenarien über Upgrades auf einfache Weise zu bedienen. Die neueste Version dieser Demo unterstützt die auf dem i.MX283 Referenzdesign implementierte Demand Response Softwaresuite. Service Provider suchen ständig nach Applikationen und Funktionen, mit deren Hilfe sie ihren Umsatz steigern, gleichzeitig aber Investitionen und Instandhaltungskosten senken können. Wollen Stromanbieter solche Dienste anbieten, so stellt das Networked Smart Gateway (NSG) eine praktische Plattform dar. Das NSG übernimmt in nur einem Gehäuse die Aufgaben eines Home Energy Gateways und eines Breitband-Gateways. So können Betreiber ihren Kunden zusätzlich Dienste wie Haushaltsautomatisierung, -überwachung und -schutz anbieten. Darüber hinaus dient das NSG als Bindeglied zwischen der Plattform vor Ort und mobilen Kommunikationsgeräten. Solch ein vernetztes intelligentes Gateway eröffnet natürlich auch neue Chancen für eCommerce-Dienste.
Zentrale Datensammlung für den Energieanbieter
Schließlich sammeln Datenkonzentratoren oder auch Datenaggregatoren an strategisch günstigen Punkten Verbrauchsdaten aus hunderten von Haushalten, konzentrieren die Daten und übermitteln sie an den Energieversorger. Zu den Schlüsselanforderungen für diese Applikation gehören hohe Prozessorleistung, Unterstützung für eine Vielzahl von Kommunikationskanälen und Sicherheitsfunktionen. Heute werden in dieser Anwendung P102x, MPC8308 und i.MX283 eingesetzt. Aktuell ist auch ein Referenzdesign für einen QorIQ-basierten Datenkonzentrator mit dem P1025 erhältlich. Dieses verfügt über Funktionen für eine intelligente Zählerinfrastruktur und erlaubt die bidirektionale Überwachung und Kontrolle in Echtzeit. Der Datenkonzentrator kommuniziert mit den intelligenten Zählern mit Hilfe der standardisierten Device Language Message Specification (DLMS), IEC62056 und unterstützt ein breites Spektrum von kabelgebundenen und drahtlosen Übertragungsprotokollen.
