Kalorimetre Projesi

Projenin Amacı​

Bu projenin amacı, apartman ve site gibi merkezi ısıtma kullanılan yapılarda yer alan tüm kalorimetrelerin merkezi bir cihaz tarafından otomatik olarak okunması, bu verilerin GSM tabanlı bir IoT modülü üzerinden sunucuya aktarılması ve kullanıcıların tüketim verilerini mobil uygulama üzerinden anlık olarak takip edebilmesini sağlayan tam entegre bir IoT ölçüm altyapısı geliştirmektir.

Bugün kalorimetreler genellikle manuel veya seyrek periyotlarla okunmaktadır. Bu durum hem operasyon yükü oluşturur hem de tüketimin doğru hesaplanmasını zorlaştırır. Kullanıcı, ay sonuna kadar ne kadar tükettiğini bilmez ve bütçesini kontrol edemez.

Bu proje ile:

• Bir bloktaki tüm kalorimetreler tek bir merkezi cihaz tarafından wireless M-Bus (wM-Bus) protokolü ile okunacak,
• Cihaz belirlenen periyotlarda okuma yapıp veriyi doğrudan backend’e gönderecek,
• Sunucu tarafında veriler işlenip indekslenecek,
• Mobil uygulama üzerinden kullanıcı, kendi kalorimetresine ait tüketimi, istatistikleri, eğilimleri ve tahmini maliyeti görecek,
• Sistem yıllık abonelik modeliyle çalışacak; müşteriler site yönetimleri veya ısınma hizmeti veren firmalar olacak.

Bu yapı hem operasyonu kolaylaştırır hem de kullanıcıya şeffaf, anlık ve doğru bilgi sunarak enerji verimliliğini artırır.

⸻

Genel Mimari​

Sistem üç ana katmandan oluşur:

Merkezi Donanım Cihazı (WM-Bus Reader Gateway)​

Bu cihaz her apartman bloğuna yalnızca bir adet kurulur.

Öne çıkan özellikleri:

• Wireless M-Bus üzerinden bloktaki tüm kalorimetreleri okur (sunucu tarafında kullanıcı–kalorimetre eşlemesi yapılır).
• Adaptör ile çalışır (pil yok).
• GSM tabanlı IoT modem ile veri gönderir.
• SIM kart kullanıcı tarafından takılabilir veya proje kapsamında temin edilebilir.
• Veri paketlerinde SEQ alanı bulunur; böylece paket sırası korunur ve data drift oluşmaz.
• Anten çıkışı SMA konnektörlüdür; harici yüksek kazançlı anten kullanılabilir.
• RTC bulunmaz — zaman damgası GSM üzerinden alınır.
• Flash bulunmaz — lokal kalıcı kayıt tutulmaz.
• İşlemci tabanlı geçici buffer yapısı ile okuma anında toplanan veriler gönderim periyoduna kadar RAM üzerinde saklanır.
• Ek olarak küçük kapasiteli RAM bulunur; kısa süreli GSM kesintilerinde veri kaybı oluşmaz.
• Cihaz tek yönlüdür, yalnızca veri gönderir.
• OTA güncelleme planlanmamıştır; istenirse USB üzerinden manuel firmware güncellemesi yapılabilir (gelecekte değerlendirilebilir).
• Üzerindeki timer/trigger ile belirlenen periyotlarda okuma yapar ve sonucu sunucuya iletir.
• Güvenlik için benzersiz bir seri numarası / ID çipi bulunabilir (DS28C, vb.).
• Donanım yapısı basit tutulur, bakım maliyetleri minimumdur.

Bu cihaz klasik multi-reader gateway mantığında çalışır ve merkezi okuma sorununu tamamen ortadan kaldırır.

Backend Katmanı​

Backend, cihazlardan gelen veri paketlerini alır, işler, saklar ve analiz eder.

Görevleri:

• GSM üzerinden gelen paketleri karşılamak
• Kalorimetre bazlı endeks bilgilerini çözümlemek
• Veri tabanında indeksleme + tüketim hesaplama
• Kullanıcı–cihaz–kalorimetre eşleşme yönetimi
• Günlük/haftalık/aylık istatistik üretme
• Tahmini fatura hesaplama
• Gereken durumlarda uyarı oluşturma (anormal tüketim, veri alınamaması vb.)
• Mobil uygulamaya REST/GraphQL API sağlama

Backend mimarisi, çok sayıda bloktan gelen veriyi yatay olarak ölçeklenebilir şekilde işler.

Mobil Uygulama​

Mobil uygulama hem kullanıcılar hem de site yönetimi için şeffaf bir takip arayüzü sağlar.

Mobil uygulamada görüntülenecek bilgiler:

• Her kalorimetrenin güncel endeks değeri
• Günlük/haftalık/aylık tüketim grafikleri
• Anlık kullanım trendi
• Tahmini aylık maliyet
• Cihaz ve blok durumu
• Sistem uyarıları

Kullanıcılar hiçbir ayar yapmak zorunda değildir; yönetim tarafından ID eşleştirmesi yapılır.

Sistemin İşleyiş Özeti​

Sürecin akışı basit ve tamamen otomatik tasarlanmıştır:

1. Merkezi cihaz, wireless M-Bus protokolüyle blok içindeki tüm erişilebilir kalorimetreleri tarar ve yakaladıklarının tamamını okur.
2. Okunan veriler işlemci buffer’ında toplanır, SEQ numarası ile paketlenir.
3. GSM üzerinden sunucuya JSON formatında veri gönderir.
4. Backend veriyi işler, indeks farkından tüketim hesaplar.
5. Mobil uygulama bu verileri kullanıcıya gösterir.

Kullanıcı açısında sistem:

“Bloğa kurulan bir cihazla, kendi tüketimini anlık takip edebildiği dijital bir sayaç sistemi” haline gelir.

Wireless M‑Bus Teknik Detaylar​

T1 / T2 / C1 / C2 Mod Modellerinin Farkları​

Wireless M‑Bus sayaçlar temel olarak iki kritere göre ayrılır: yön (tek/çift yönlü) ve RF güç profili. Türkiye’deki ısı sayaçlarının büyük çoğunluğu T1 modunda çalışır.

Bu proje için gateway pasif çalışacağından T1/C1 broadcast modlarını dinlemek yeterlidir.

Türkiye’deki Markalarda Kullanılan WM‑Bus Frame Yapıları​

Tüm üreticiler EN13757 standardına bağlıdır; ancak “data records” alanı marka bazında farklıdır.

Genel çerçeve:

[PREAMBLE] [SYNC] [LENGTH] [C-FIELD] [MANUFACTURER]  
[ADDRESS] [CI-FIELD] [DATA RECORDS] [CRC]

Türkiye’de yaygın modeller:

• Qalor / Techem / Ista: T1, AES‑128, standart compact telegram
• Diehl: T1/T2, AES‑128, genişletilmiş data fields
• Zenner: T1, AES‑128, decode’u en kolay modellerden
• Maddalena: T1/C1, vendor-specific fields içerir
• Kamstrup: C1/C2, AES‑128 CBC ile özel çerçeve yapısı

Gateway bu veriyi şifrelenmiş halde toplar; çözme işlemi backend tarafında yapılır.

AES‑128 Şifre Çözme Mimarisinin Özeti​

Wireless M‑Bus’ta kullanılan AES, çoğu zaman AES‑128 CBC veya AES‑128 CTR modlarıdır.

IV tipik olarak sayaç ID’si ve Access Number üzerinden türetilir:

IV = MeterID + AccessNumber + BlockCounter

Dekodlama için gerekli bilgiler:

• Sayaç özel AES anahtarı (16 byte)
• Telegram içindeki Access Number
• Data Block + IV

AES anahtarlar genellikle üretici veya yönetim firması tarafından sağlanır. Gateway yalnızca şifreli telegramı gönderir; backend çözümleme yapar.

RF Donanım Tasarımında Dikkat Edilecek Noktalar​

Wireless M‑Bus için 868 MHz bandında kaliteli bir alıcı tasarımı kritik önemdedir.

• RF katı 50Ω empedans ile tasarlanmalıdır.
• Saha performansı için SMA anten konnektörü zorunludur.
• Betonarme yapılarda 10–15 dB zayıflama olacağı için 5–7 dBi harici anten önerilir.
• Multi‑channel dinleme gereklidir (868.3 / 868.95 MHz ve vendor-specific kanallar).
• LNA performansı paket yakalama oranını doğrudan etkiler.

CC1101 / CC1120 / S2‑LP Karşılaştırması​

Bu projede binadaki tüm sayaçların yakalanabilmesi için S2‑LP en iyi seçenek kabul edilir.

Saha Gerçeklerinde Paket Kayıpları ve Çözüm Stratejileri​

Wireless M‑Bus broadcast yapısında paket kaybı olağandır. Önlem stratejileri:

• Gateway en az 120 saniyelik dinleme penceresi kullanmalıdır.
• Aynı sayaçtan gelen farklı güçteki tekrarlı telegramlar duplicate filtering ile işlenir.
• Yoğun bloklarda çakışmayı azaltmak için multi‑channel tarama yapılır.
• Gateway iç RF tasarımı kötü ise RSSI düşer ve sayaç görünmez; bu nedenle tasarım referans şemaya sadık olmalıdır.

Bu teknik bilgiler, proje kapsamında geliştirilecek olan merkezi gateway’in doğru tasarlanması, doğru RF performansı göstermesi ve sayaç paketlerinin sahada güvenilir şekilde toplanabilmesi için temel mühendislik gereksinimlerini ortaya koymaktadır.

Ticari Model (Yıllık Abonelik)​

Bu proje bireysel satılacak bir ürün değil; blok bazlı yıllık abonelik sistemi üzerine kurulur.

Hedef müşteri grupları:

• Site yönetimleri
• Apartman yöneticileri
• Isıtma/gaz işletme firmaları
• Ölçüm ve faturalandırma hizmeti veren şirketler

Abonelik modeli:

• Her blok için yıllık kullanım lisansı
• IoT connectivity (SIM) dahil edilebilir veya kullanıcıya bırakılabilir
• Cihaz bedeli + yıllık bulut hizmet bedeli şeklinde iki kalem olabilir
• Yönetim paneli opsiyonel modül olarak satılabilir

Bu model, sürdürülebilir gelir akışı sağlar.

Genişletilmiş Ticari Model ve Fiyatlandırma Stratejisi​

Bu projede cihazın ücretsiz verilmesi (kiralama modeli) ve daire başına aylık kullanım ücreti alınması, hem giriş bariyerini düşürmesi hem de tekrarlayan gelir yapısı oluşturması açısından güçlü ve ölçeklenebilir bir iş modelidir.

1. Cihaz Ücretsiz – Hizmet Ücretli Modelinin Mantığı​

• Kullanıcı satın alma maliyeti olmadığı için karar verme süresi hızlanır.
• Site yönetimleri toplu satın almaya sıcak bakmadığından, hizmet modeli çok daha kolay kabul görür.
• Donanım mülkiyeti sende kaldığı için bakım, RMA ve versiyon güncellemeleri kontrollü ilerler.
• Yıllık sözleşme nedeniyle sürekli gelir akışı sağlanır (MRR).

Bu model özellikle ısıtma ve sayaç okuma sektöründe yaygın olarak kullanılan bir yaklaşımdır ve pazar tarafından kabul görmektedir.

2. Fiyat Aralığı (20–50 TL / daire)​

Bu bant Türkiye pazarı için hem gerçekçi hem rekabetçi bir seviyededir.

• 20 TL → 240 TL / yıl / daire
• 35 TL → 420 TL / yıl / daire
• 50 TL → 600 TL / yıl / daire

Ortalama bir sitede 50 daire olduğu düşünüldüğünde, yıllık gelir 12.000 – 30.000 TL arasında değişmektedir.

3. Satış Kanalı Pay Modeli​

Satışı yapan firmaya “daire başı gelirin %50’sinin verilmesi” agresif ve hızlı büyümeyi destekleyen bir stratejidir.

Örnek:

• 50 TL → 50 daire → 2.500 TL / ay
• Satıcı payı: 1.250 TL
• Firma geliri: 1.250 TL

Bu paylaşım modeli, satış ekiplerinin motivasyonunu artırarak ülke çapında hızlı yayılım sağlar.

4. Gelir Spektrumu (Senaryolar)​

Aşağıdaki tablolar, satıcı payı düşüldükten sonra firmanın gerçek aylık gelirini göstermektedir.

Senaryo 1 — 20 TL / daire (10 TL firma payı)​

Senaryo 2 — 35 TL / daire (18 TL firma payı)​

Senaryo 3 — 50 TL / daire (25 TL firma payı)​

5. Türkiye Geneli Pazar Potansiyeli​

Türkiye’de yaklaşık 100.000 – 150.000 blok merkezi ısıtma sistemine sahiptir.

Sadece %1 penetrasyon ile:

• 1.000 blok × ortalama 900 TL aylık (35 TL modeli)
  → 900.000 TL / ay
  → 10.8 milyon TL / yıl

Bu, projenin ticari anlamda büyük bir ölçek potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.

6. Önerilen Sözleşme Yapısı​

• Minimum 12 aylık peşin tahsilat
• Minimum blok ücreti (ör. aylık en az 1.000 TL)
• Donanımın mülkiyeti firmada kalır
• SIM kart opsiyonel olarak projeye dahil edilebilir

Bu eklemelerle ticari model daha net, gerçekçi ve yatırımcı/girişimci bakışına uygun hale gelmiştir.

Projenin Çıktıları​

• Merkezi WM-Bus Reader IoT cihazı
• Ölçeklenebilir backend veri işleme altyapısı
• Mobil tüketim uygulaması
• Yönetim paneli (isteğe bağlı)
• Tam teknik dökümantasyon + kurulum kılavuzu