Zeitlicher Abstand von Meßwerten


#1

Seit einem Monat liefert mein Stromzähler nun Meßwerte. Im Durchschnitt erhalte ich über die API (/lastreading) alle 45 Sekunden einen Meßwert, was für meine Zwecke ausreichend ist. Alle Meßwerte speichere ich mit ihren Zeitstempeln in einer InfluxDB Datenbank, was die Weiterverarbeitung und Analyse vereinfacht.

Wenn ich auf die zeitlichen Abstände der Meßwerte schaue, dann sehe ich das die Standardabweichung des zeitlichen Abstandes zwischen zwei Meßwerten 24 Sekunden beträgt. Platt gesagt: es gibt alle 45 Sekunden +/- 24 Sekunden einen Meßwert. In diesem Zeitfenster liegen 88% aller Meßwerte.

Es gibt also 12% der Meßwerte, deren zeitlicher Abstand zur vorherigen Meßung 1 Minute und 9 Sekunden überschreitet. Wenn man sich diese Werte grafisch anschaut, dann fällt auf das da teilweise ziemliche Ausreißer dabei sind - ein Beispiel von heute:

Man sieht hier ein Zeitfenster von 10:10 - 10:30 Uhr in dem die Meßwerte dünn gestreut sind und nur im Abstand von einigen Minuten kamen. Nebenbei sieht man auch einige Meßungen wo der zeitliche Abstand bei zwei Minuten und mehr lag. Rückblickend auf den vergangen Monaten gibt es mehr als eine handvoll von Zeitpunkte, wo der zeitliche Abstand der Meßungen recht lang wurde - bis hin zu fast 22 Minuten.

Ich würde gerne verstehen, woher diese Varianz in den zeitlichen Abständen kommt. Ich kann mir immer mal wieder technische Gründen (Wartung, Netzwerkprobleme) vorstellen. Mein Verständnis ist bislang gewesen, dass der Zähler bzw. das Gateway aber Meßwerte, die noch nicht erfolgreich übermittelt wurden, so lange zwischenpuffert, bis die erfolgreiche Übermittelung stattgefunden hat. Das passt aber nicht zu minutenlangen Löchern ohne Daten.

Konkret würde ich mich über die Beantwortung folgender Fragen freuen:

  • In welchem Abstand stellt der Zähler tatsächlich geräteseitig Meßwerte zur Verfügung?
  • Wo her kommt die hohe Standardabweichung von 23 Sekunden bis knapp über eine Minute?
    Warum ist das kein zeitlich fixes Intervall?
  • Warum gibt es immer mal wieder Ausreißer mit einigen Minuten ohne Meßwert?
  • Gibt es regulatorische Vorgaben im Sinne von technischen Richtlinien und Verordnungen, die den Höchstabstand von zwei Meßwerten begrenzen?
  • In welcher Frequenz liefert die optische D0-Schnittstelle am Zähler Meßwerte?

Ich bedanke mich bereits im Voraus für die Erläuterungen.

Mit freundlichen Grüßen,
Martin Grüning


#2

Hallo Martin,

vielen Dank für Ihre Nachricht. Bei Ihnen wurde ein EHz-Zähler installiert, bei dem die Messwerte mittels wireless-MBUS ungefähr jede 24 Sekunden zu unserem Meteroit-Gateway gesendet werden, was das zeitliche Intervall zwischen den Messwerten generiert. Ist unser Gateway allerdings aus irgendwelchem Grund nicht in der Lage, die Messwerte innerhalb dieser 24 Sekunden zu speichern, oder erfolgt die Übertragung der Messwerte ein oder mehrmals nicht korrekt, dann wartet das Gateway bis zum nächsten Sendeintervall, was wiederum die etwas längeren Abstände zwischen Messwerten erklären sollte.

Bei den BSI-zertifizierten Gateways ist aktuell nur die Übertragung von 15-Minuten-Werten einmal pro Tag gestattet. Das beschert Ihrem Smart Meter mit 8-jährigem Bestandschutz einen deutlichen Vorteil.

Ich hoffe, das beantwortet Ihre Fragen und ich könnte Ihnen weiterhelfen,

Pablo Santiago

PS: Ihre eigene Visualisierung sieht sehr gut aus!


#3

Hallo Herr Santiago,

danke für die Erläuterung. Wenn das Gateway die Discovergy-Server nicht erreichen kann, dann werden vermutlich die Meßwerte auf dem Gateway zwischengepuffert und dann gesendet, wenn die Erreichbarkeit wieder hergestellt wurde? So hätte ich es zumindest vermutet.

Heute mittag musste der Router unseres Hauses zweimal durchgebootet werden. Das hat sich wie folgt in den Abständen der Messungen niedergeschlagen:

Wie man sieht fehlen danach über die API minutenlang die Meßungen - das Gateway hat diese also auch nicht nachgeliefert, als es die Server wieder erreichen könnte. Hier möchte dringend anregen, die Pufferung der Werte im Offline-Modus einzuführen bzw. zu optimieren.

In der Technischen Richtlinie für intelligente Meßeinrichtungen des BSI heisst es “Das SMGW MUSS mindestens eine Auflösung von 5 Minuten als kleinste Messperiode unterstützen”.

Wie sie sagen, sehe ich in der aktuellen Implementierung, die durchschnittlich alle 45 Sekunden einen Meßwert liefert, tatsächlich einen Mehrwert. Das ist deutlich besser als alle 5 Minuten. Was ich nicht gut finde ist, dass teilweise minutenlang (auch länger als die vom BSI geforderten 5 Minuten Intervalle) keine Meßwerte kommen und nach Kommunikationsunterbrechungen auch nicht nachgeliefert werden. Hier wünsche ich mir als Kunde eine Verbesserung der Programmierung des Gateways.

Das BSI fordert die Speicherung der von Zählern gelieferten Information auf dem Gateway für 24 Stunden in voller Auflösung (raw). Die Daten sind also da, nur das “Nachliefern” wird scheinbar nicht durchgeführt. Mit einer kleinen Programmänderung dürfte sich das dann hoffentlich machen lassen.

Viele Grüße,
Martin Grüning


#4

Hallo Martin,

ich bitte Sie um Entschuldigung für die verzögerte Reaktion. Aufgrund der Schließung der Kinderbetreuungseinrichtungen sind diese Tage ein bisschen ungewöhnlich…

Kürze Frage von meiner Seite: Haben Sie überprüft, ob beim Discovergy Portal die Messwerte vollständig sind?

Vielen Dank vorab für Ihre Antwort und einen schönen Tag,
Pablo Santiago


#5

Hallo Herr Santiago,

für die aktuell besonderen Umstände habe ich vollstes Verständnis, umso mehr freue ich mich über Ihre Antwort und hoffe, dass Ihnen und Ihren Kolleginnen und Kollegen gut geht.

Die Werte im Portal weisen deckungsgleich minutenlang den gleichen Wert auf:

Es sieht also nicht nach einem Problem der API aus, sondern als würde die Werte vom Gateway nicht gepuffert und nachgeliefert, wenn die Kommunikationsverbindung wieder da ist.

Der Shutdown des Router war genau um 12:00 Uhr und nocheinmal um 12:22 Uhr. Der Reboot dauert jeweils ziemlich genau 2 Minuten, bis die WAN-Verbindung wieder da ist und Pakete geroutet werden. Also wäre selbst wenn man keine Werte zwischenpuffert, ein Abstand zwischen den Meßungen von drei Minuten erklärbar. Die tatsächlichen Zeitstempel der gelieferten Meßungen waren aber:


(Bitte beachten, die Zeitstempel sind in UTC, die tatsächliche lokale Zeit war eine Stunde später)

Man sieht hier gut, dass ein Verlust der Kommunikationsverbindung von etwa 2 Minuten (hier z.B. von 12:01 bis 12:03 Uhr), dass Gateway dazu bringt in der Zeit von 12:01 bis 12:17 Uhr komplett “aus dem Tritt” zu sein und überhaupt nur 4 Meßungen zu liefern, obwohl die Kommunikationsverbindung seit einer Viertelstunde wieder da ist und funktioniert. Erwartet worden wäre, dass das Gateway zwischen 12:01 und 12:03 ein bis drei Meßungen gepuffert hätte, diese um 12:03 Uhr nachgeliefert hätte und ab dann wieder normal im Takt von 30 bis 50 Sekunden Meßwerte geliefert hätte.

Hier sollte die Programmierung des Gateways im Umgang mit Unterbrechungen der Kommunikationsverbindung überprüft werden.

Herzlichen Dank und viele Grüße,
Martin Grüning


#6

Hallo Martin,

vielen herzlichen Dank nochmals für Ihre ausführliche Darstellung. Ich habe Ihre Frage an die Jungs von Embedded weitergeleitet. Ich bin selbst gespannt, wie die Antwort lautet …

Viele Grüße und einen schönen Nachmittag,

Pablo Santiago