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
• Start Date: 16-Mar-2022
• Completion Date: 19-Apr-2025

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 2011
©  ISO 2011
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
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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

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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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.

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.
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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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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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
...

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 2011
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

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Publié en Suisse
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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

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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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.

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».
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)
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés

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 défi
...