Промышленный радиомодуль SPEKTR GPRS представляет
собой функционально и конструктивно законченное устройство для
приема/передачи данных с использованием технологии передачи
пакетных данных GPRS в сотовых сетях стандарта GSM.
Радиотерминал Спектр Джипиэрэс предназначен для использования
в качестве беспроводного «удлинителя» последовательного порта,
построения различных беспроводных систем сбора телеметрических
данных с использованием уже установленного проводного оборудования,
удаленного управления и т.д.
Работая в «прозрачном» режиме, радиомодуль Спектр GPRS легко
встраивается в уже построенные системы без необходимости доработки
программного обеспечения и оборудования этих систем.
Совместно с программой «Маршрутизатор», устанавливаемой на сервере
(персональный компьютер) с доступом в сеть Интернет с выделенным
IP адресом, радиомодемы Спектр Джи-пи-эр-эс позволяют организовать
прозрачные каналы и сети обмена данными для реализации различных
систем беспроводного сбора данных и/или управления.
Дальность связи определяется зоной покрытия сети GSM с услугой
GPRS.
Обмен данными с источником/получателем информации осуществляется
по последовательным портам RS-232 или RS-485 (скорости от 1
200 до 115 200 бод).
Параметры, необходимые для конфигурации СПЕКТР GPRS задаются
программированием в командном режиме с помощью специальной программы
для персонального компьютера, и хранятся в энергонезависимой
памяти модема.
Терминал SPEKTR GPRS питается от источника +(7…32) В и потребляет
мощность около 0,8 Вт при установленном GPRS соединении.
Устройство Спектр Джипиэрэс выпускается в типовом пластиковом
корпусе для монтажа на DIN рейку.
Функциональные особенности модема Спектр GPRS
- Полностью прозрачный канал связи.
- Размер входного буфера 16 КБайт.
- Сжатие данных.
- 128 битное шифрование всех потоков данных.
Ограничение на доступ к конфигурации как самого модема так
и программы “Маршрутизатор” с помощью паролей на основе
такого же алгоритма шифрования.
- Максимальный не разрывный сегмент передаваемых
данных до 1000 байт.
- Удаленное конфигурирование и смена ПО модема
- Встроенный протокол поверх TCP/IP с минимальной
избыточностью, благодаря которому данные не теряются и не
дублируются в случае разрыва и последующего восстановления
GPRS соединения.
- Различные режимы установления и разъединения
GPRS соединения – постоянно, по звонку, по наличию данных,
по состоянию входных контактов.
- 3 входных контакта с одновременной функцией
счетчика импульсов и подсчета частоты на каждом из входов.
Сигнализация смены состояния входа по SMS с задаваемым текстом
сообщения. Состояние телеметрического модуля может быть
прочитано по протоколу MODBUS.
- Возможность задавать заранее известные
статические данные для опроса подключенных к модемам устройств
через заданные интервалы времени минуя GPRS канал связи,
что позволяет экономить входящий трафик и уменьшить время
опроса устройства.
- В программу “Маршрутизатор” встроен мультиплексор
протоколов. Кроме режима “Прозрачный” (всем сразу) мультиплексор
поддерживает протокол MODBUS и при соответствующей настройке
позволяет исключить широковещательную передачу пакетов протокола
всем модемам сразу – информация передается только тому модему,
к которому подключено устройство с соответствующим адресом.
Это свойство особенно актуально при работе по GPRS сетям
т.к. позволяет экономить как трафик так и время на цикл
опроса всей системы. При наличии полной спецификации любого
другого стороннего протокола, имеется возможность встроить
его в мультиплексор.
- Встроенная система диагностики и статистики
работы модема.
- Удобный графический интерфейс как программы
конфигуратора модема, так и программы “Маршрутизатор”.
Радиотерминалы Спектр Джи-пи-эр-эс регистрируются
в сотовой сети оператора GSM связи, поддерживающего услугу пакетной
передачи данных GPRS. С помощью этой услуги каждый модем получает
доступ в сеть Интернет.
Диспетчерский компьютер (сервер) также имеет доступ в Интернет,
при этом не важно, по какой технологии, но важно, чтобы у него
был постоянный IP адрес. На компьютере устанавливается специальное
программно-математическое обеспечение – программа «Маршрутизатор»,
которая открывает TCP IP порт, устанавливает TCP IP соединения
с GPRS модемами и осуществляет маршрутизацию данных в системе.
Система позволяет реализовывать беспроводные
сети со структурой «звезда»: в «центре» системы располагается
«база», на «лучах» - удаленные модемы. База «слышит» (принимает
данные) все удаленные модемы, каждый из удаленных модемов «слышит»
только базу.
В качестве базы может работать как модем, так и виртуальный
COM порт, создаваемый «Маршрутизатором» на персональном компьютере.
Системы с виртуальным COM портом в качестве
базы
Первый случай (виртуальный COM порт в качестве
базы) позволяет использовать систему для осуществления обмена
данными между несколькими удаленными модемами и прикладным ПО
(диспетчерской программой SCADA системы и т.д.) на диспетчерском
компьютере. Маршрутизатор при этом обеспечивает прозрачный канал
обмена данными между модемами и прикладным ПО, установленным
на том же компьютере, через созданный маршрутизатором виртуальный
COM порт. Поток данных
(для одного из удаленных модемов) в этом случае показан на рисунке
выше красными стрелками с цифрами 1.
На рисунке ниже показана упрощенная схема системы с виртуальным
портом в качестве базы и тремя удаленными модемами.
Системы с модемом в качестве базы
Второй случай (модем в качестве базы) используется,
когда в центре системы используется оборудование с последовательным
портом RS-232 или RS-485 (пульт управления, концентратор и т.д.).
Прямая связь между модемами в системе невозможна без использования
маршрутизатора, поскольку при каждом выходе в Интернет модемы
получают разные IP адреса и не могут установить прямое TCP/IP
соединение друг с другом. Поэтому каждый из модемов системы
(и базовый, и удаленные) устанавливает TCP IP соединение с маршрутизатором,
имеющим заранее известный и постоянный IP адрес, а маршрутизатор
перенаправляет данные между модемами. Поток данных в этом случае
показан на рисунке выше зелеными стрелками с цифрами 2.
На рисунке ниже показана упрощенная схема системы с модемом
в качестве базы и тремя удаленными модемами.
Естественно, можно организовать и связь «точка-точка»:
этот случай можно рассматривать как вырожденную структуру «звезда»
со всего одним удаленным модемом. Канал «точка-точка» можно
организовать между двумя модемами или между одним модемом и
виртуальным COM портом.
Во всех случаях система обеспечивает прозрачный дуплексный канал
обмена данными между базой и удаленными модемами.
Прозрачность в данном случае означает, что прикладное ПО или
оборудование как бы общается напрямую с удаленным оборудованием,
как если бы это оборудование было подключено напрямую к последовательному
порту базового компьютера или оборудования (на упрощенных рисунках
выше показано красными стрелками). Другими словами, технология
передачи данных полностью скрыта от прикладного ПО (или оборудования)
и удаленного оборудования (с некоторыми ограничениями).
Это позволяет строить системы удаленного сбора данных на типовом
проводном оборудовании без модификации самого оборудования и
без изменений в прикладном ПО.
Ограничения на использование модемов
Как уже говорилось ранее (см. раздел «Принципы
построения системы») между базой и удаленными модемами в системе
организуется прозрачный канал связи, при котором внешнее оборудование
и ПО «не замечает», что работает через сложную беспроводную
систему.
Однако, из-за технологии беспроводной передачи данных имеются
некоторые ограничения: строго говоря, беспроводная система на
основе модемов не является полным аналогом проводной связи и
не заменяет ее «один к одному».
С точки зрения целостности данных можно рассматривать беспроводную
систему, как полный аналог проводной системы: все данные в беспроводной
системе будут доставлены адресату без потерь благодаря внутренним
(скрытым от внешнего оборудования) протоколам с подтверждениями
доставки данных.
Неполная аналогия с проводной передачей данных возникает из-за
того, что при беспроводной передаче неизбежно возникают некоторые
задержки в передачи данных, кроме этого, непрерывный поток данных
может разбиваться на несколько более мелких «кусков».
Чаще всего указанные ограничения не являются существенными,
поскольку большинство программ, использующее модемы, спокойно
относится к разрывам в потоке данных и позволяет настраивать
время ожидания ответа от удаленных модемов. Однако прежде, чем
принять решение об использовании модемов в Вашей системе, убедитесь,
что указанные выше ограничения не помешают Вашему оборудованию
и ПО надежно работать в новых беспроводных условиях.
|
