ISO 22158:2011

Input/output protocols and electronic interfaces for water meters — Requirements

ISO 22158:2011 specifies the minimum communication requirements for water meters which have the capability to exchange or provide data by means of an electronic interface. ISO 22158:2011 only specifies the interface conditions present at the electrical and electronic connections of water meters and does not prescribe any specific equipment such as transponders and inductive pads, which might be connected to the water meter for automatic meter reading or remote meter reading purposes.

Protocoles d'entrée/sortie et interfaces électroniques pour compteurs d'eau — Exigences

L'ISO 22158:2010 spécifie les exigences minimales en termes de communication des compteurs d'eau qui peuvent échanger ou fournir des données au moyen d'une interface électronique. L'ISO 22158:2010 ne spécifie que les conditions d'interface présentent au niveau des connexions électroniques du compteur d'eau et ne prescrit aucun équipement spécifique tel que des transpondeurs et des points de connexion inductifs, qui pourraient être connectés au compteur d'eau pour la lecture automatique/à distance.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 05-May-2011
• ICS: 91.140.60 - Water supply systems
• Technical Committee: ISO/TC 30/SC 7 - Volume methods including water meters
• Drafting Committee: ISO/TC 30/SC 7 - Volume methods including water meters
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 16-Mar-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22158
First edition
2011-05-15


Input/output protocols and electronic
interfaces for water meters —
Requirements
Protocoles d'entrée/sortie et interfaces électroniques pour compteurs
d'eau — Exigences




Reference number
ISO 22158:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 22158:2011(E)

COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT


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Published in Switzerland

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ISO 22158:2011(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.v
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Pulse output water meters — type A.3
4.1 General .3
4.2 Pulse output modes .3
4.3 Pulse waveform definitions.3
4.4 Pulse data set types .3
4.5 Signal output types .8
4.6 Pulse configuration .8
5 Non-addressable water meters — type B .8
5.1 General .8
5.2 Non-addressable output modes .8
5.3 Non-addressable data set types .9
5.4 Non-addressable V-frame data protocol.10
5.5 Non-addressable two-wire asynchronous mode for reading via an inductive pad and
probe.12
5.6 Non-addressable three-wire asynchronous mode for direct connection to the
transponder/bus node.13
5.7 Non-addressable two-wire synchronous mode for reading via an inductive pad and probe .14
5.8 Non-addressable three-wire synchronous mode intended for direct connection to the
transponder/bus node.15
5.9 Non-addressable two-wire bidirectional asynchronous mode for reading via optocouplers
and probe .15
5.10 Compatibility statement.17
6 Addressable water meters — type C .17
6.1 General .17
6.2 Output mode 1, based on M-bus technology .17
6.3 Output mode 2, based on Dialog technology.29
6.4 Output mode 3, based on NABS technology.39
Annex A (informative) Designation of registration authority .51
Bibliography.52

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ISO 22158:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 22158 was prepared by Technical Committee ISO/TC 30, Measurement of fluid flow in closed conduits,
Subcommittee SC 7, Volume methods including water meters.
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ISO 22158:2011(E)
Introduction
The need to be able to communicate with metered systems has become apparent. This International Standard
seeks to address the issues associated with water meters, but can be used in conjunction with other metered
systems such as gas and electricity supply that utilize common interfaces and protocols.
During recent years, an increasing number of electronic devices have been introduced into water meters, e.g.:
⎯ pulse output systems;
⎯ absolute encoded systems;
⎯ bidirectional addressable bus systems.
Currently, there is no clear definition of either hardware interfaces or the protocols of such systems and this
International Standard attempts to solve the problems arising from this.
Existing technology for water meter communications can be split into three distinct groups, which are defined
as follows:
⎯ pulse output water meters — referred to in this International Standard as type A;
⎯ non-addressable water meters — referred to in this International Standard as type B;
⎯ addressable water meters — referred to in this International Standard as type C.
This International Standard describes the general requirements of the protocols and electronic interfaces for
water meters. It is intended to provide the necessary guidance for designers of meter registers and reading
equipment.
The provisions have been determined by analysing applications currently in use and by consultation within the
water industry. However, the list of applications is not exhaustive.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 22158:2011(E)

Input/output protocols and electronic interfaces for water
meters — Requirements
1 Scope
This International Standard specifies the minimum communication requirements for water meters which have
the capability to exchange or provide data by means of an electronic interface.
This International Standard only specifies the interface conditions present at the electrical and electronic
connections of water meters and does not prescribe any specific equipment such as transponders and
inductive pads, which might be connected to the water meter for automatic meter reading or remote meter
reading purposes.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1155, Information processing — Use of longitudinal parity to detect errors in information messages
IEC 60870-5-1, Telecontrol equipment and systems — Part 5: Transmission protocols — Section One:
Transmission frame formats
IEC 60870-5-2, Telecontrol equipment and systems — Part 5: Transmission protocols — Section 2: Link
transmission procedures
IEC 60947-5-6, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 5-6: Control circuit devices and switching
elements — DC interface for proximity sensors and switching amplifiers (NAMUR)
EN 13757 (all parts), Communication systems for meters and remote reading of meters
JIS X 5001:1982, Character structure on the transmission circuits and horizontal parity method
1)
NABS , Communication system by addressable 8-bit electronic water meters — Specifications, ver. 1.0, 2008.
Available [2011-04-27] from: http://www.keikoren.or.jp/eng/pub.html
2)
M-bus , The M-bus: A documentation Rev. 4.8, 1997. Available [2011-04-27] at http://www.m-bus.com

1) Published by the Japan Water Meter Manufacturers' Association.
2) Published by the M-bus User Group.
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ISO 22158:2011(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in EN 13757 (all parts) and the following
apply.
3.1
interface
〈water meters〉 point or means of interaction between two systems
3.2
pulse
〈water meters〉 electronic output (generated or passive) from the interface, with pulses at increments equal to
a specific defined volume
3.3
non-addressable interface device
interface device that cannot be addressed individually in a reading bus
3.4
addressable interface device
interface device that can be addressed individually in a reading bus
3.5
automatic meter reading
AMR
meter reading normally involving a central computer
3.6
remote meter reading
RMR
meter reading remote from the meter, not necessarily involving a central computer
3.7
switching current
current that can be carried by the switch during switching
3.8
switch closure
device providing a digital pulse (reed switch, transistor, etc.)
3.9
omnidirectional pulse data set
pulse data set where the pulses do not signify flow direction
3.10
unidirectional pulse data set
pulse data set where the pulses signify flow in one direction only
3.11
bidirectional pulse data set
pulse data set where the pulses signify flow direction
3.12
passive output
〈water meters〉 non-powered switching device
3.13
active output
〈water meters〉 powered switching device (internal or external to interface)
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ISO 22158:2011(E)
3.14
tamper detection
〈water meters〉 facility to detect attempts to corrupt the metering equipment or the data stored in it
3.15
output mode
〈water meters〉 electronic characteristics of a pulse
3.16
data set type
electronic characteristics of a group of pulses providing flow information
3.17
V-frame
data sets including variable length fields
4 Pulse output water meters — type A
NOTE The primary function of this output type is to provide real-time metering pulses that represent a specific unit of
water passing through the meter.
4.1 General
Compatibility is defined by output modes, data set types and signal output types designated as follows.
Pulse output modes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Data set types O, U, B1, B2, N1, N2
Signal output types N, P, T
NOTE Compatible products may be marked, e.g. ”A1O”, “A2O”, A3U”, “A4UN”, “A5B2P”, “A7N2”.
Requirements for pulse output modes, pulse waveform definitions, pulse data set types and signal output
types are given in 4.2 to 4.5.
4.2 Pulse output modes
Pulse output modes shall meet the requirements set out in Table 1.
4.3 Pulse waveform definitions
Pulse waveform definitions for pulse output modes A1 to A8 shall meet the requirements set out in Figures 1
to 5.
NOTE In Figures 1 to 5, the timings are illustrative.
4.4 Pulse data set types
Pulse data set types shall conform to the requirements set out in Table 2.
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ISO 22158:2011(E)
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Table 1 — Pulse output modes for pulse output water meters (type A)
Type
Parameter
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8
Character Passive Active Active Active
Pulse
or
(see 4.3)
Volt-free Active high Active current loop (see 5.2)
Transistor switch
Transistor
Passive switch closure
Pulse Current pulse
externally-powered
Engineering switch self-
self-powered externally-powered
powered
signal usage power usage sensor usage buffered usage
IEC 60947-5-6
Supply voltage
— — — — 2 V to 5 V DC 5 V to 15 V DC
range (8,2 V DC nom. at 1 kΩ source Z)
a a a
Switching current 3 µA to 20 mA 3 µA to 500 mA u20 mA u10 mA u20 mA
— — —
and voltage at up to 30 V DC at up to 100 V DC
at 20 V DC max. at 20 V DC max. at 20 V DC max.
Off-state
>10 MΩ >10 MΩ — — >10 MΩ — —
impedance
On-state
<200 Ω <150 mΩ — — <500 Ω — —
impedance
IEC 60947-5-6
Current
— — — — <20 mA
consumption (>2,1 mA )
Typical data set
Omnidirectional Unidirectional Omni-, uni- or bidirectional Omni- or bidirectional
b
type (see 4.4)
Typical product
Generator Piezo or Piezo, magnetic Micro- or reed-switch magnetic
Micro- or reed-switch or solid state
b
or piezo sensor magnetic sensor or optical sensor or optical sensor
type
a
In the case of signal output type T, this voltage is replaced by “power supply voltage”.
b
Other types may also apply.

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Table 2 — Pulse data set types for pulse output water meters
Data-set type O U B1 B2 B3 N1 N2
Format Omnidirectional Unidirectional Bidirectional Bidirectional Bidirectional Omnidirectional Bidirectional
Forward Forward Forward Forward
Pulse(s)



Reverse Reverse Reverse Reverse
IEC 60947-5-6
Indistinguishable Omnidirection
Definition Specific direction Both unidirections Quadrature IEC 60947-5-6 plus “transparent”
direction plus direction signal
modifiers

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ISO 22158:2011(E)

Key Key
1 switch open 1 3 V min. primary pulse
2 switch closed 2 1 V min. secondary pulse(s)
3 5 ms max. leading noise 3 off
4 25 ms min. width 4 on
5 5 ms max. trailing noise 5 1 ms min. width
6 200 ms max. ringing
Figure 1 — Types A1 and A2 Figure 2 — Type A3

Key
1 off
2 on
3 100 µ max. leading transition
4 2 ms min. width
5 10 ms max. trailing transition
Figure 3 — Types A4, A5 and A6
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ISO 22158:2011(E)

Key
1 forward
2 reverse
3 next pulse
4 1 ms
5 0,5 ms (all minimum widths)
6 2,1 mA min.
7 (1,65 ± 0,165) mA
8 1,2 mA max.
Maximum frequency = 500 Hz forward, 400 Hz reverse
Figure 4 — Type A7

Key
1 forward
2 reverse
3 next pulse
4 1,2 ms (all minimum widths)
5 0,3 ms maximum
6 6,0 mA max., 2,2 mA min.
7 (1,5 ± 0,05) mA
8 1,0 mA max., 0,04 mA min.
Maximum frequency = 150 Hz
Figure 5 — Type A8
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4.5 Signal output types
With the exception of data sets N1 and N2, the output signal shall be referenced to either supply rail.
The type of output shall be indicated by a suffix, as follows.
N signal referenced to 0 volts
P signal referenced to positive supply volts
T totem-pole, push-pull output signal
W floating output without polarity, not referenced signal

The suffix is used in conjunction with the data set type, e.g. ON, UP, B1T.
4.6 Pulse configuration
The signal “set” outputs shall be inherently without reference to measurement values.
EXAMPLE Devices can have more than one “set” of outputs and thus be marked with each compatible output type,
which might or might not be different. For example, “A1O + A1O” indicates a single passive volt-free output device
providing two signal “sets” meeting the requirements of this International Standard. “A6B1 + A6B2” indicates an active
externally powered output device providing two different bidirectional signal “sets” meeting the requirements of this
International Standard.
Where a pulse output is polarity conscious, the “most negative” terminal should be so marked, or if it is a wire
then a brown core should be used.
Tamper detection or tamper checking facilities can also be provided as a secondary function(s), using one of:
cable loop-back, cable impedance-change or magnetic interference signal. These extra connections may
optionally utilize the common line, but it is essential that any such use does not compromise the primary pulse
function(s).
NOTE Due to the multiplicity of the conceivable pulse, power and tamper connections, it is not practical to allocate all
possible core colours to functions.
5 Non-addressable water meters — type B
NOTE The primary function of this output type is to provide a data stream that identifies and reports the registered
units of water passed through the meter when exclusively coupled to a reading device.
5.1 General
Compatibility is defined by output modes and data set types (using a common data protocol) designated as
follows.
Output modes 1, 2, 3
Data set types A, S1, S2
Compatible products may be compliance marked, e.g. “B1S1”, “B2A”, “B3A”.
5.2 Non-addressable output modes
Output modes for non-addressable water meters shall meet the requirements set out in Table 3.
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ISO 22158:2011(E)
Table 3 — Output modes for non-addressable water meters (type B)
Type
Parameter
B1 B2 B3
Two-wire encoded Two-wire encoded
Engineering Three-wire encoded register
register register
Bidirectional ISO data
Signal Unidirectional ASCII data frame protocol
frame protocol
Data set type (see 5.3) Asynchronous or synchronous Asynchronous
Supply voltage 2,9 V to 6 V DC (asynchronous)
7 to 17 Vp-p AC —
(if externally powered) 5 V to 12 V AC (synchronous )
AC supply frequency
10 kHz to 30 kHz —
(if externally powered)
Two-wire modulation Optically isolated —
>10 % inductively —
depth not applicable
<0,9 V with regard to “COMMON”
Three-wire output low pseudo-open collector/
— —
voltage open drain
external pull-up resistor required
<3 mA (asynchronous)
Current consumption —
<15 mA (synchronous)

5.3 Non-addressable data set types
Data set types for non-addressable water meters shall meet the requirements set out in Table 4.
Table 4 — Data set types for non-addressable water meters (type B)
Data set type
Parameter
A S1 S2
Communications Asynchronous Externally clocked synchronous
1 clock per bit, 1 clock per bit or
Data rate W(300 ± 2,25) bit/s
from 0 bit/s to 2 000 bit/s 16 clocks per bit at 1 200 bit/s
Character format 1 start, 7 data (LSB first), even parity, 1 stop
logic 0 = carrier collapsed logic 0 = impulse burst logic 0 = biphase change
Two-wire data sense
logic 1 = NO action logic 1 = NO action logic 1 = NO biphase change
Three-wire data polarity logic 0 = output LOW logic 1 = output HIGH
Inter-character gap u6 bit times — —
Data frames W4 identical frames as clocked, each frame “real-time”
Inter-frame gap <2 s <200 ms 8 “stop” bits
Clock “low” definition — 250 µs min., 1 000 µs max., stability ±25 %
Clock “high” definition — >1 000 µs
Power down conditions >500 ms >200 ms

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ISO 22158:2011(E)
5.4 Non-addressable V-frame data protocol
5.4.1 General
The non-addressable V-frame data protocol is of variable length and has a format as follows:
V S-field [ ; R-field ] [ ; A-field ] [ ; B-field ] [ ; C-field ] [ ; J-field ]
where
V is the frame start synchronization character (always upper case V);
; is an inter-field separator;
[ ] is an optional field;
 is the frame (& final field) terminator.
V, S-field and are required in the format.
Applicable fields can have sub-fields, typically as follows:
; RC n [ ,u [ ,f [ ,t ]]]
where
R is the field start synchronization character (upper case);
C is the data type (upper case);
n is the actual meter reading;
, is a sub-field separator.
RC n is mandatory, while [ ,u [ ,f [ ,t ]]] is optional.
The first field shall be the S-field and optional fields are not sequence dependent.
Fields and sub-fields other than those specified may be included for manufacturer's own purposes, but might
not be understood by compliant reading equipment.
5.4.2 Non-addressable V-frame data protocol field definitions
The V-frame data protocol field definitions are set out in Table 5.
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ISO 22158:2011(E)
Table 5 — Non-addressable V-frame data protocol field definitions
Field Description Format
S-field = Serial ID (manufacturer's code/ID) f S m s
(mandatory)
m = manufacturer code, 3 alpha characters …
see www.flag-association.com
s = id, u16 alpha-numeric characters, 0 to 9, a-z
R-field = Reading (quantity or flow-rate) f ; RC n [ ,u [ ,f [ ,t ]]] … data type C = current
(optional)
or: ; RS n [ ,u [ ,f [ ,t ]]] … data type S = stored
or: ; RH n [ ,u [ ,f ,t ]] … data type H = highest flow
or: ; RL n [ ,u [ ,f ,t ]] … data type L = lowest flow
n = actual meter reading, u 16 numeric characters 0 to 9,
one decimal point is permitted, ? is an error indicator
u = units of registration … see 5.4.3, Table 6
f = units factor multiplier/divisor in powers of 10 from −9 to + 9
t = units of time (for flow-rates) … see 5.4.3, Table 7
A-field = Diagnostics (manufacturer-specific) ; A a
(optional)
a = u16 ASCII characters
B-field = Billing ID (account reference) ; B a
(optional)
a = u16 ASCII characters
C-field = CheckSum (block check characters) ; C a
(optional)
a = u4 ASCII characters in accordance with ISO 1155
J-field = Free Text (user-specific) ; J a
(optional)
a = u300 ASCII characters
Unless stated above, valid ASCII characters are Hex 20 through Hex 7E, excepting the field separator “;” Hex 3B & .
The message length has no maximum value, but shall include the “V” and “”, in not more than 63 fields.

5.4.3 Non-addressable V-frame data protocol table allocations
For manufacturer codes, see the FLAG website (www.flag-association.com). Numerical codes for units of
registration and time are given in Tables 6 and 7 respectively.
Table 6 — Codes for units of registration
Code Units of registration
1 cubic metres
2 litres
3 US gallons
4 Imperial gallons
5 cubic feet
6 acre feet
7 hectare metres
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ISO 22158:2011(E)
Table 7 — Codes for units of time
Code Units of time
1 second
2 minute
3 hour
4 day
5 year

5.5 Non-addressable two-wire asynchronous mode for reading via an inductive pad and
probe
This is a two-wire interface whereby an AC voltage (or rectified AC) is applied to the register on the data line
to provide an internal supply and a data carrier wave.
After this power-up event, the register is automatically read and data transmitted, at a pre-determined bit-rate
as identical data frames, using amplitude modulation, by collapsing the carrier for a logic 0, and not for a
logic 1.
If the register is still powered when these transmissions are complete, the register can enter a passive state
that allows reception of a manufacturer-specific configuration command; therefore, to re-read the register, it is
essential that it is powered down for a brief period and then re-powered, in accordance with 5.3.
A typical configuration is shown in Figure 6.

Key
1 reading pad 6 low-pass filter N negative
2 cable 7 digital data P positive
3 register 8 AC drive +VE positive potential difference
4 data line 9 reading probe (shown for clarity)
5 common line 10 point of definition of this International Standard
Figure 6 — Typical configuration for non-addressable two-wire asynchronous mode
for reading via an inductive pad and probe
12 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 22158:2011(E)
5.6 Non-addressable three-wire asynchronous mode for direct connection to the
transponder/bus node
This is a three-wire interface whereby a DC voltage is applied to the register on the power line to provide an
internal supply.
After this power-up event, the register is automatically read and data transmitted, at a predetermined bit-rate
as identical data frames, directly on the data line, which is effectively an “open-drain” output, so a pull-up
resistor is required external to the register.
The data consists of a low to indicate a logic “0” or a high to indicate a logic “1”.
If the register is still powered when these transmissions are complete, the register can enter a passive state
that allows reception of a manufacturer-specific configuration command; therefore, to re-read the register, it is
essential that it is powered down for a brief period and then re-powered, in accordance with 5.3.
Compliant registers might also conform to the two-wire asynchronous mode.
With some engineering implementations for both two- and three-wire use, the use of an internal diode on the
data line would cause a power-up event. To avoid this, the pull-up resistor should be gated with the power by
the transponder.
A typical configuration is shown in Figure 7.

Key
1 transponder with pull-up resistor
2 cable
3 register
4 power line
5 data line
6 common line
7 point of definition of this International Standard
+VE positive potential difference
Figure 7 — Typical configuration for non-addressable three-wire asynchronous mode
for direct connection to the transponder/bus node
© ISO 2011 – All rights reserved 13

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ISO 22158:2011(E)
5.7 Non-addressable two-wire synchronous mode for reading via an inductive pad
and probe
This is a two-wire interface whereby an AC voltage is applied to the register, amplitude shift key modulated
100 %, which acts as the register power source and data clock signal.
After this power-up event, the register is automatically read and data transmitted one bit at a time,
synchronized to a brief cessation of the data clock signal.
The data output during this cessation consists of a burst of impulses to indicate a logic “0” or the absence of a
burst to indicate a logic “1”.
Between each data frame the register is automatically re-read.
A typical configuration is shown in Figure 8.

Key
1 reading pad 7 AC power drive
2 cable 8 comparator
3 register 9 digital data
4 clock/data line 10 reading probe (shown for clarity)
5 load 11 point of definition of this International Standard
6 common line +VE positive potential difference
Figure 8 — Typical configuration for non-addressable two-wire synchronous mode for reading
via an inductive pad and probe
14 © ISO 2011 – All rights reserved

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ISO 22158:2011(E)
5.8 Non-addressable three-wire synchronous mode intended for direct connection to the
transponder/bus node
This is a three-wire interface whereby an AC signal is applied to the register, which acts as the register power
source and data clock signal.
After this power-up event, the register is automatically read and data transmitted one bit at a time,
synchronized to the falling edge of the data clock signal, directly on the data line, which is an “open-collector”
output, so a pull-up resistor is required exte
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 22158
Première édition
2011-05-15


Protocoles d'entrée/sortie et interfaces
électroniques pour compteurs d'eau —
Exigences
Input/output protocols and electronic interfaces for water meters —
Requirements




Numéro de référence
ISO 22158:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 22158:2011(F)

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ISO 22158:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Compteurs d'eau à impulsions de sortie — type A .3
4.1 Généralités .3
4.2 Modes de sortie des impulsions.3
4.3 Définitions des formes d'onde des impulsions.3
4.4 Types d'ensembles de données d'impulsions .3
4.5 Types de sortie de signaux .8
4.6 Configuration des impulsions.8
5 Compteurs d'eau non adressables — type B .8
5.1 Généralités .8
5.2 Modes de sortie non adressables.9
5.3 Types d'ensembles de données non adressables.10
5.4 Protocole de données à trame en V non adressable.10
5.5 Mode asynchrone à deux fils non adressable pour la lecture par le biais d'un point de
connexion inductif et d'une sonde .13
5.6 Mode asynchrone à trois fils non adressable pour une connexion directe à un
transpondeur/nœud de bus.13
5.7 Mode synchrone à deux fils non adressable pour une lecture par l'intermédiaire d'un
point de connexion inductif et d'une sonde .15
5.8 Mode synchrone à trois fils non adressable pour une connexion directe à un
transpondeur/nœud de bus.17
5.9 Mode asynchrone bidirectionnel à deux fils non adressable pour une lecture par le biais
de coupleurs optiques et d'une sonde.17
5.10 Déclaration de compatibilité.19
6 Compteurs d'eau adressables — type C.19
6.1 Généralités .19
6.2 Mode de sortie 1 fondé sur la technologie M-bus.19
6.3 Mode de sortie 2, fondé sur la technologie «Dialog» .31
6.4 Mode de sortie 3, fondé sur la technologie «NABS» .42
Annexe A (normative) Désignation d'une Autorité d'enregistrement .54
Bibliographie.55

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ISO 22158:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 22158 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 30, Mesure de débit des fluides dans les
conduites fermées, sous-comité SC 7, Méthodes volumétriques, y compris les compteurs d'eau.
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ISO 22158:2011(F)
Introduction
La nécessité de pouvoir communiquer avec des systèmes dotés de compteurs est devenu évidente. La
présente Norme internationale a pour objet de traiter les questions associées à des compteurs d'eau, mais
elle peut être utilisée en association avec d'autres systèmes dotés de compteurs, tels que des alimentations
en gaz et en électricité qui utilisent des interfaces et des protocoles communs.
Ces dernières années, un nombre croissant de dispositifs électroniques ont été introduits dans les compteurs
d'eau, par exemple
⎯ les systèmes à impulsions de sortie,
⎯ les systèmes codés en valeur absolue,
⎯ les systèmes à bus adressables bidirectionnels.
Actuellement, il n'y a pas de définition claire des interfaces de matériels, ni des protocoles de ces systèmes et
la présente Norme internationale tente de résoudre les problèmes qui en résultent.
La technologie existante pour les communications des compteurs d'eau peut être répartie en trois groupes
distincts, qui sont définis comme suit:
⎯ les compteurs d'eau à impulsion de sortie — appelés dans la présente Norme internationale compteurs
de type A;
⎯ les compteurs d'eau non adressables — appelés dans la présente Norme internationale compteurs de
type B;
⎯ les compteurs d'eau adressables — appelés dans la présente Norme internationale compteurs de type C.
La présente Norme internationale décrit les exigences générales relatives aux protocoles et aux interfaces
électroniques pour les compteurs d'eau. Elle a pour objet de fournir les directives nécessaires aux
concepteurs de registres de compteurs et d'équipements de lecture.
Les dispositions ont été déterminées d'après l'analyse des applications en vigueur et par le biais d'une
consultation avec l'industrie de l'eau. Cependant, la liste des applications n'est pas exhaustive.

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NORME INTERNATIONALE ISO 22158:2011(F)

Protocoles d'entrée/sortie et interfaces électroniques pour
compteurs d'eau — Exigences
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences minimales en termes de communication des
compteurs d'eau qui peuvent échanger ou fournir des données au moyen d'une interface électronique.
La présente Norme internationale ne spécifie que les conditions d'interface présentes au niveau des
connexions électroniques du compteur d'eau et ne prescrit aucun équipement spécifique tel que des
transpondeurs et des points de connexion inductifs, qui pourraient être connectés au compteur d'eau pour la
lecture automatique/à distance.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables à l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1155, Traitement de l'information — Emploi de la parité longitudinale pour la détection d'erreurs dans les
messages d'information
CEI 60870-5-1, Matériels et systèmes de téléconduite — Partie 5: Protocoles de transmission — Section 1:
Formats de trames de transmission
CEI 60870-5-2, Matériels et systèmes de téléconduite — Partie 5: Protocoles de transmission — Section 2:
Procédures de transmission de liaison de données
CEI 60947-5-6, Appareillage à basse tension — Partie 5-6: Appareils et éléments de commutation pour
circuits de commande — Interface à courant continu pour capteurs de proximité et amplificateurs de
commutation (NAMUR)
EN 13757 (toutes les parties), Systèmes de communication et de télérelevé de compteurs
JIS X 5001:1982, Character structure on the transmission circuits and horizontal parity method
1)
NABS , Communication system by addressable 8-bit electronic water meters — Specifications, vex.1.0, 2008.
Disponible [2011-04-27] sur le site web: http://www.keikoren.or.jp/eng/index.html
2)
M-bus , The M-Bus: A Documentation Rev.4.8, 1997. Disponible [2011-04-27] sur le site web:
http://www.m-bus.com

1) Publié par la «Japan Water Meter Manufacturers' Association».
2) Publié par le «M-bus User Group».
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3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'EN 13757 (toutes les parties)
ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1
interface
〈compteurs d'eau〉 point ou moyen d'interaction entre deux systèmes
3.2
impulsion
〈compteurs d'eau〉 sortie électronique (générée ou passive) de l'interface, comportant des impulsions à des
incréments égaux à un volume spécifique défini
3.3
dispositif à interface non adressable
dispositif à interface qui ne peut pas être adressé individuellement dans un bus de lecture
3.4
dispositif à interface adressable
dispositif à interface qui peut être adressé individuellement dans un bus de lecture
3.5
lecture de compteur automatique
lecture de compteur impliquant normalement un ordinateur central
3.6
lecture de compteur à distance
lecture à distance du compteur, n'impliquant pas nécessairement un ordinateur central
3.7
courant de commutation
courant qui peut être transporté par le commutateur au cours de la commutation
3.8
fermeture de commutateur
dispositif fournissant une impulsion numérique (interrupteur à tiges, transistor, etc.)
3.9
ensemble de données d'impulsions omnidirectionnelles
ensemble de données d'impulsions où les impulsions ne signifient pas un sens de flux
3.10
ensemble de données d'impulsions unidirectionnelles
ensemble de données d'impulsions où les impulsions désignent un flux dans un seul sens
3.11
ensemble de données d'impulsions bidirectionnelles
ensemble de données d'impulsions où les impulsions signifient le sens du flux
3.12
sortie passive
〈compteurs d'eau〉 dispositif de commutation non alimenté
3.13
sortie active
〈compteurs d'eau〉 dispositif de commutation alimenté (interne ou externe par rapport à l'interface)
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3.14
détection de fraude
〈compteurs d'eau〉 dispositif destiné à détecter les tentatives d'altérer l'équipement de mesure ou les données
qui y sont mémorisées
3.15
mode de sortie
〈compteurs d'eau〉 caractéristique électronique d'une impulsion
3.16
type d'ensemble de données
caractéristique électronique d'un groupe d'impulsions fournissant des informations de flux
3.17
trame en V
ensembles de données comprenant des champs à longueurs variables
4 Compteurs d'eau à impulsions de sortie — type A
NOTE La fonction principale de ce type de sortie consiste à fournir des impulsions de mesure en temps réel
représentant une unité spécifique traversant le compteur.
4.1 Généralités
La compatibilité est définie par les modes de sortie, les types d'ensembles de données et les types de sortie
de signaux désignés comme suit:
Modes de sortie d'impulsions 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Types d'ensembles de données O, U, B1, B2, N1, N2
types de sortie de signaux N, P, T

NOTE Des produits compatibles peuvent être marqués, par exemple «A1O», «A2O», «A3U», «A4UN», «A5B2P»,
«A7N2».
Les exigences relatives aux modes de sortie des impulsions, aux définitions des formes d'onde des
impulsions, aux types d'ensembles de données d'impulsions et aux types de sortie de signaux sont données
de 4.2 à 4.5.
4.2 Modes de sortie des impulsions
Les modes de sortie des impulsions doivent satisfaire aux exigences indiquées dans le Tableau 1.
4.3 Définitions des formes d'onde des impulsions
Les définitions des formes d'onde des impulsions pour les modes de sortie des impulsions A1 à A8 doivent
satisfaire aux exigences indiquées aux Figures 1 à 5.
NOTE Les temps indiqués aux Figures 1 à 5 sont donnés à titre d'exemple.
4.4 Types d'ensembles de données d'impulsions
Les types d'ensembles de données d'impulsions doivent être conformes aux exigences indiquées dans le
Tableau 2.
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Table 1 — Modes de sortie des impulsions pour les compteurs d'eau à impulsions de sortie (type A)
Type
Paramètre
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8
Caractère Passif Actif Actif  Actif
Impulsion

ou

(voir 4.3)


indépendant de la tension
Boucle de courant actif (voir 5.2)
haut actif
Alimenté de manière externe par un
Fermeture de commutateur passif
Auto-alimenté par
commutateur à transistor
Auto-alimenté Alimenté de manière externe
Technique le commutateur à
par l'impulsion par une impulsion de courant
utilisation utilisation de la utilisation d'un utilisation d'un
transistor
du signal puissance capteur tampon
CEI 60947-5-6
Plage de tension
— — — — 2 V à 5 V en cc 5 V à 15 V en cc (8,2 V en cc nom. à source Z
d'alimentation
à 1 kΩ)
3 µA à 500 mA
a a a
Tension et courant u20 mA u10 mA u20 mA
3 µA à 20 mA
jusqu'à 100 V en — — —
de commutation jusqu'à 30 V en cc
à 20 V en cc max. à 20 V en cc max. à 20 V en cc max.
cc
Impédance à l'état
> 10 MΩ > 10 MΩ — — > 10 MΩ — —
inactif
Impédance à l'état
< 200 Ω < 150 mΩ — — < 500 Ω — —
actif
Consommation CEI 60947-5-6
— — — — <20 mA
de courant (>2,1 mA)
Type d'ensemble
de données
Omnidirectionnel Unidirectionnel Omni-, uni- ou bidirectionnel Omni- ou bidirectionnel
caractéristique
b
(voir 4.4)
Capteur piézo- Micro-interrupteur ou interrupteur
Type de produit
Micro-interrupteur ou interrupteur Générateur ou capteur Capteur piézo-électrique, magnétique
électrique ou à tiges ou capteur magnétique ou
b
à tiges ou état solide piézo-électrique ou optique
caractéristique
magnétique optique
a
Dans le cas d'un type de sortie de signal T, cette tension est remplacée par la «tension d'alimentation électrique».
b
D'autres types peuvent également s'appliquer.

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Tableau 2 — Types d'ensembles de données d'impulsions pour les compteurs d'eau à impulsions de sortie
Type
O U B1 B2 B3 N1 N2
d'ensembles de
données
Format Omnidirectionnel Unidirectionnel Bidirectionnel Bidirectionnel Bidirectionnel Omnidirectionnel Bidirectionnel
Vers l'avant Vers l'avant Vers l'avant Vers l'avant
Impulsion(s)



Sens inverse Sens inverse Sens inverse Sens inverse
Omnidirectionnelle CEI 60947-5-6 plus
Direction ne pouvant Les deux en une
Définition Direction spécifique plus signal de En quadrature CEI 60947-5-6 modificateurs
être distinguée seule direction
direction «transparents»

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Légende Légende
1 commutateur ouvert 1 impulsion primaire, 3 V min.
2 commutateur fermé 2 impulsion(s) secondaire(s), 1 V max.
3 bruit de front avant, 5 ms max. 3 fermé
4 largeur, 25 ms min. 4 ouvert
5 bruit de front arrière, 5 ms max. 5 largeur, 1 ms min.
6 oscillations, 200 ms max.
Figure 1 — Types A1 et A2 Figure 2 — Type A3

Légende
1 fermé
2 ouvert
3 transition avant, 100 µ max.
4 largeur, 2 ms min.
5 transition arrière, 10 ms max.
Figure 3 — Types A4, A5 et A6
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Légende
1 vers l'avant
2 sens inverse
3 impulsion suivante
4 1 ms
5 0,5 ms (toutes les largeurs minimales)
6 2,1 mA min.
7 (1,65 ± 0,165) mA
8 1,2 mA max.
Fréquence maximale = 500 Hz vers l'avant, 400 Hz en sens inverse
Figure 4 — Type A7

Légende
1 vers l'avant
2 sens inverse
3 impulsion suivante
4 1,2 ms (toutes les largeurs minimales)
5 0,3 ms max.
6 6,0 mA max., 2,2 mA min.
7 (1,5 ± 0,05) mA
8 1,0 mA max., 0,04 mA min.
Fréquence maximale = 150 Hz
Figure 5 — Type A8

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4.5 Types de sortie de signaux
À l'exception des ensembles de données N1 et N2, le signal de sortie doit être désigné par référence à l'un ou
l'autre des pôles d'alimentation.
Le type de sortie doit être indiqué par un suffixe de la façon suivante:
N signal ayant pour référence 0 volt
P signal ayant pour référence les volts d'alimentation positive
T signal de sortie symétrique à montage en totem pôle
W sortie flottante sans polarité, signal sans référence

Le suffixe est utilisé conjointement avec le type d'ensembles de données, par exemple ON, UP, B1T.
4.6 Configuration des impulsions
Les sorties «d'ensembles» de signaux doivent être intrinsèquement sans rapport avec les valeurs de mesure.
EXEMPLE Les dispositifs peuvent avoir plus d'un «ensemble» de sorties et donc être marqués avec chaque type de
sortie compatible, qui pourrait être différent ou non. Par exemple, «A1O + A1O» serait un dispositif à sortie indépendante
de la tension passive unique fournissant deux «ensembles» de signaux satisfaisant aux exigences de la présente Norme
internationale. «A6B1 + A6B2» serait un dispositif à sortie alimentée de l'extérieur actif fournissant deux «ensembles» de
signaux bidirectionnels différents satisfaisant aux exigences de la présente Norme internationale.
Lorsqu'une sortie d'impulsions connaît la polarité, il convient que la borne «la plus négative» soit repérée de
cette manière ou bien, s'il s'agit d'un fil, il convient d'utiliser une âme brune.
Des dispositifs «de détection de fraude» ou de «contrôle de fraude» peuvent également être fournis à titre de
fonction(s) secondaire(s) en utilisant une boucle avec retour à câble, un câble de changement d'impédance
ou un signal d'interférence magnétique. Ces connexions supplémentaires peuvent utiliser ou ne pas utiliser la
ligne «commune», mais il est essentiel qu'une telle utilisation ne compromette pas la ou les fonctions
impulsionnelles principales.
NOTE En raison de la multiplicité des connexions à impulsions, d'alimentation et de détection/contrôle de fraude
pouvant être envisagées, il n'est pas réalisable, en pratique, d'allouer toutes les couleurs d'âmes possibles à ces fonctions.
5 Compteurs d'eau non adressables — type B
NOTE La fonction principale de ce type de sortie consiste à fournir un flux de données qui identifie et signale les
unités d'eau enregistrées qui sont passées à travers le compteur lorsqu'il est relié de manière exclusive à un dispositif de
lecture.
5.1 Généralités
La compatibilité est définie par des modes de sortie et des types d'ensembles de données (en utilisant un
protocole de données commun) désignés comme suit:
Modes de sortie 1, 2, 3
Types d'ensembles de données A, S1, S2
NOTE La conformité des produits compatibles peut faire l'objet de marquages, par exemple «B1S1», «B2A», «B3A».
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5.2 Modes de sortie non adressables
Les modes de sortie pour les compteurs d'eau non adressables doivent satisfaire aux exigences indiquées
dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Modes de sortie pour les compteurs d'eau non adressables (type B)
Type
Paramètre
B1 B2 B3
Registre codé à deux
Technique Registre codé à trois fils Registre codé à deux fils
fils
Protocole de trame
Signal Protocole de trame de données ASCII unidirectionnel de données ISO
bidirectionnel
Type d'ensemble de
Asynchrone ou synchrone Asynchrone
données (voir 5.3)
Type d'alimentation (si
2,9 à 6 V cc (asynchrone)
alimenté depuis 7 à 17 Vp-p ca —
5 à 12 V ca (synchrone)
l'extérieur)
Fréquence d'alimentation
en courant alternatif (si
10 kHz à 30 kHz —
alimenté depuis
l'extérieur)
Profondeur de
>10 % de manière Isolé optiquement —
—
modulation à deux fils inductive non applicable
<0,9 V en ce qui concerne le
collecteur pseudo-ouvert
Tension basse de sortie
— «COMMUN»/le drain ouvert —
à trois fils
résistance d'excursion haute externe
requise
<3 mA (asynchrone)
Consommation de
—
courant
<15 mA (synchrone)
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5.3 Types d'ensembles de données non adressables
Les types d'ensembles de données pour les compteurs d'eau non adressables doivent satisfaire aux
exigences indiquées dans le Tableau 4.
Tableau 4 — Types d'ensembles de données pour les compteurs d'eau non adressables (type B)
Type d'ensemble de données
Paramètre
A S1 S2
Communications Asynchrone Synchrones, cadencées depuis l'extérieur
1 signal d'horloge par bit ou
1 signal d'horloge par bit,
W (300 ± 2,25) bit/s
Débit de données 16 signaux d'horloge par bit
de 0 bit/s à 2 000 bit/s
à 1 200 bit/s
1 bit de démarrage, 7 bits de données (bit le moins significatif en premier), parité paire,
Format de caractère
1 bit d'arrêt
0 logique = changement
0 logique = salve
0 logique = porteuse effondrée
Détection de données à biphase
d'impulsions
deux fils 1 logique = PAS de
1 logique = PAS d'action
1 logique = PAS d'action
changement biphase
Polarité de données à
0 logique = sortie BASSE 1 logique = sortie HAUTE
trois fils
Intervalle entre
u 6 temps de bits
— —
caractères
W 4 trames identiques
Trames de données Comme cadencé, chaque trame «en temps réel»
Intervalle entre trames
< 2 s < 200 ms 8 bits «d'arrêt»
Définition de signal
— 250 µs min., 1 000 µs max., stabilité ±25 %
d'horloge «BAS»
Définition de signal
— > 1 000 µs
d'horloge «HAUT»
Conditions de mise hors
> 500 ms > 200 ms
tension
5.4 Protocole de données à trame en V non adressable
5.4.1 Généralités
Le protocole de données à trame en V non adressable présente une longueur variable et a le format suivant:
V S-field [ ; R-field ] [ ; A-field ] [ ; B-field ] [ ; C-field ] [ ; J-field ]
où
V est le caractère de synchronisation de début de trame (toujours un V majuscule);
; est le séparateur entre champs;
[ ] est le champ optionnel;
est le caractère de terminaison de trame (et champ final).
V, S-field et sont requis dans le format.
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Les champs applicables peuvent avoir des sous-champs, en particulier comme suit:
; RC n [ ,u [ ,f [ ,t ]]]
où
R est le caractère de synchronisation de début du champ (majuscule);
C est le type de données (majuscule);
n est l'actuel relevé de compteur;
, est le séparateur de sous-champs.
RC n est obligatoire, alors que [,u [ ,f [ ,t ]]] est optionnel.
Le premier champ doit être le champ S et les champs optionnels ne dépendent pas de la séquence.
Des champs et des sous-champs autres que ceux spécifiés peuvent être inclus pour les besoins des
fabricants, mais ils pourraient ne pas être compris par un équipement de lecture conforme.
5.4.2 Définitions de champs de protocole de données à trame en V non adressable
Les définitions de champs de protocole de données à trame en V sont indiquées dans le Tableau 5.
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Tableau 5 — Définitions de champs de protocole de données à trame en V non adressable
Champ Description Format
(code/identificateur du f S m s
champs S = ID de série
fabricant)
(obligatoire)
m = code du fabricant, 3 caractères alphabétiques…
voir www.flag-association.com
s = id, u16 caractères alphanumériques, 0 à 9, a-z
champ R = Lecture (quantité ou débit) f ; RC n [ ,u [ ,f [ ,t ]]] … type de données
(facultatif) C = actuelles
ou : ; RS n [ ,u [ ,f [ ,t ]]] … type de données
S = mémorisées
ou : ; RH n [ ,u [ ,f ,t ]] … type de données
H = débit le plus élevé
ou : ; RL n [ ,u [ ,f ,t ]] … type de données
L = débit le plus faible
n = lecture réelle du compteur u16 caractères numériques
0 à 9, une virgule décimale est autorisée, ? est un indicateur
d'erreur
u = unités d'enregistrement  … voir 5.4.3, Tableau 6
f = coefficient multiplicateur/diviseur d'unités en
puissances de 10 de –9 à +9
t = unités de temps (pour les débits) …voir 5.4.3,
Tableau 7
(champ spécifique ; A a
champ A = Diagnostiques
(facultatif) du fabricant)
a = u16 caractères ASCII
champ B = Identificateur (référence de compte) ; B a
de facturation (facultatif)
a = u 16 caractères ASCII
(caractères de contrôle ; C a
champ C = Total de
contrôle (facultatif) de bloc)
a = u 4 caractères ASCII conformément à l'ISO 1155
champ J = Texte libre (champ spécifique ; J a
de l'utilisateur)
(facultatif)
a = u 300 caractères ASCII
Sauf indication contraire, les caractères ASCII valides sont les caractères Hex 20 à Hex 7E, à l'exception du séparateur de champs «;»
Hex 3B & .
La longueur du message n'a pas de valeur maximale mais doit inclure le «V» et «», dans pas plus de 63 champs.

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5.4.3 Allocations de tableaux de protocole de données à trames en V non adressable
Pour les codes des fabricants, voir le site web FLAG (www.flag-association.com). Les codes numériques pour
les unités d'enregistrement et de temps sont donnés dans les Tableaux 6 et 7 respectivement.
Tableau 6 — Codes pour les unités d'enregistrement
Code Unité d'enregistrement
1 mètre cube
2 litre
3 gallon U.S.
4 gallon impérial
5 pied cube
6 acre-pied
7 hectare mètre

Tableau 7 — Codes d'unités de temps
Code Unité de temps
1 seconde
2 minute
3 heure
4 jour
5 an

5.5 Mode asynchrone à deux fils non adressable pour la lecture par le biais d'un point de
connexion inductif et d'une sonde
Il s'agit d'une interface à deux fils par le biais de laquelle une tension en courant alternatif (ou en courant
alternatif redressé) est appliquée au registre sur la ligne «données» pour fournir une alimentation interne et
une onde porteuse de données.
Après cet événement de mise sous tension, le registre est automatiquement lu et les données sont
transmises, à un débit binaire prédéterminé sous la forme de trames de données identiques, en utilisant une
modulation d'amplitude, en écrasant la porteuse pour un 0 logique et en ne l'écrasant pas pour un 1 logique.
Si le registre est encore alime
...