Модули сотовой связи

December 12, 2010 by admin Комментировать »

Технологии сотовой связи сегодня проникают в сектор промышленной автоматизации. Несмотря на существующую относительно высокую стоимость передачи данных, применение сотовой связи имеет ряд ощутимых преимуществ. Самым весомым из них является мобильность системы, основанной на использовании существующих GSM-сетей. Такая система будет постоянно доступна для получения или отправки данных. Быстрое время развертывания таких систем позволяет существенно сократить сроки создания проектов.

Возможность передачи данных теоретически заложена в любом абонентском аппарате GSM, однако, доступ к этим возможностям с помощью стандартных аппаратов голосовой связи может оказаться затруднительным, а в некоторых случаях невозможным без внесения изменений в конструкцию аппарата. Кроме того, многие функциональные принадлежности обычного аппарата (клавиатура, дисплей, микрофон, телефон) оказываются излишними и способны снизить некоторые эксплуатационные характеристики изделия. Например, дисплей на ЖКИ ограничивает величину минимальной рабочей температуры единицами градусов ниже нуля, в то время как остальные электронные компоненты могут эксплуатироваться при температуре ниже -20оС. В связи с этим, ряд фирм выпускает специальные абонентские модули для передачи данных

Согласно стандартам GSM, короткое сообщение представляет собой массив текстовых данных, представленных в 7 или 8 разрядном алфавитах. Блок данных в 7 разрядном алфавите может содержать до 160 символов, в 8 разрядном алфавите — до 140 символов. Данные в 7 разрядном алфавите могут содержать только стандартные символы ASCII. При использовании 8 разрядного алфавита имеется возможность передачи произвольных двоичных данных.

Режим передачи коротких сообщений (SMS) значительно отличается от стандартного режима передачи данных с точки зрения конечного оборудования. В режиме передачи коротких сообщений оконечная аппаратура пользователя должна создать в формате SMS специальный блок данных — Submit PDU (Protocol Data Unit), определяемый стандартом GSM 03.40. В этом блоке данных содержится информация об адресе абонента, длительности хранения сообщения в Сервисном центре коротких сообщений до прочтения его адресатом, а также определен формат передаваемых данных (7 или 8 бит) и записано само сообщение в выбранном алфавите.

Для 7-разрядного алфавита отводимая для сообщения область памяти рассматривается как битовое поле, разделенное на участки по 7 бит. То есть биты, определяющие код символа, могут располагаться как в одном, так и в двух байтах, причем начальные биты текущего байта содержат информацию из следующего байта данных.

Сформированный блок данных в формате PDU может быть непосредственно передан в сервисный центр коротких сообщений, а может быть записан в память модуля связи, расположенную в SIM-карте, и в дальнейшем передан в центр коммутации по отдельной команде. Этот режим может оказаться полезным при формировании заранее определенного набора сообщений, которые могут выдаваться по отдельной команде оператора.

Блок данных, который поступил от модема в сервисный центр коротких сообщений, в дальнейшем преобразуется в формат SMS-Deliver и передается по мере возможности в аппаратуру адресата. В преобразованном блоке SMS- Deliver, который поступает в аппаратуру адресата, дополнительно содержатся сведения об отправителе сообщения (его телефонный номер) и время приема сообщения сервисным центром. При получении сообщения из сервисного центра в абонентском терминале получателя сервисный центр автоматически посылает на терминал отправителя сообщения информацию о времени получения данных.

Обмен данными с помощью SMS-сообщений рационально применять тогда, когда требуется передавать ограниченное число параметров (как правило, число каналов в системе автоматизации не более 10-12). В этом случае, пакет данных, содержащий информацию о значениях атрибутов каналов, целиком вмещается в лимит SMS-сообщения – 160 символов.

Механизм обмена данными в этом режиме ничем не отличается от стандартного. На запрос (SMS-сообщение) главной (Master) или подчиненной (Slave) системы, формируется ответ, содержащий запрашиваемую информацию, и отправляется с помощью такого же SMS-сообщения. Время транзакции (от начала передачи SMS-запроса до прихода SMS-пакета с запрошенными данными) сильно зависит от возможностей и загруженности оператора связи и варьируется от 5 до 20-25 с. в рабочие дни, и до 1-2 суток в праздничные дни.

Режим прямого соединения, использующий голосовой канал, ничем не отличается от обыкновенной коммутируемой линии в традиционных телефонных сетях. Кроме того, GSM-сети позволяют передавать данные со скоростью до 9600 Бод. В этом случае связь между двумя узлами не прерывается до тех пор, пока не будут переданы все запрашиваемые данные. Этот режим, по сравнению с SMS-сообщениями имеет ряд особенностей:

•               передача теоретически любого объема информации за одно соединение;

•               более высокая скорость передачи информации;

•               возможность, как и во всех коммутируемых линиях, прекращать связь при сбоях;

• установление связи между узлами занимает некоторое время и составляет 5-10 с.

Ряд фирм выпускает аппаратуру, предназначенную не для конечного пользователя, а для разработки на ее основе оригинального оборудования (модули M1, M20, ТС35, A1 фирмы "Сименс", модуль GM12 фирмы "Эрикс- сон", GSM Modem фирмы "Falcom", Maestro 100 компании Fargo Telecom, Modem M1306 компании Wavecom, GM862-PCS фирмы DAI Telecom и др.).

Наиболее удачным решением, как по стоимости, так и по своим техническим характеристикам является сотовый модем/терминал стандарта GSM немецкого концерна Siemens [www.siemens.com/wm]- M20Terminal (GSM 900МГц) и его модификация TC35Terminal (GSM 900/1800МГц). Это внешний, готовый к использованию модем с собственным источником питания, антенным выходом и стандартным интерфейсом RS232, который предназначен для передачи/приема информации в стандарте GSM. Основное достоинство этих модемов – оперативный обмен информацией между удаленными объектами с возможностью выхода на телефонную сеть общего пользования: передача/прием данных, факсов, коротких сообщений (SMS), а также поддержка голоса. Управление осуществляется с компьютера (PC) или любого контроллера по последовательному порту RS232 при помощи расширенного списка стандартных AT-команд (Hyes-протокол).

Рис. 5.30. Модуль TC35Terminal

Модуль ТС35 – это плата приемопередатчика в корпусе (рис. 5.30), где имеется 30-pin разъем для подключения питания и внешних интерфейсов, а также выходной разъем для антенны. Эта плата может применяться в различных конечных разработках телекоммуникационного оборудования. Модем TC35Terminal – это готовый к использованию модуль сотовой связи для подключения к любому управляющему устройству (PC или контроллеру) через последовательный RS-232 интерфейс. TC35 Terminal – скоростной PnP- терминал для передачи голоса и данных благодаря поддержке отраслевых стандартов с поддержкой GPRS , двух диапазонов частот и интегрированному ридеру SIM-карт

Для работы с модулем необходимо подключить к его внешним разъёмам антенну, источник постоянного тока и любой компьютер (контроллер). Дополнительно можно подключить внешнюю телефонную трубку и использовать TC35 Terminal как стационарный сотовый телефон. Особенности модуля TC35 Terminal:

•                       два диапазона частот – EGSM900 и GSM1800;

•                       данные, голос, SMS, факс;

•                       CSD до 14,4 kbps;

•                       индустриальный интерфейс;

•                       LED-индикатор;

•                       простота интеграции ;

•                       полное соответствие GSM Phase 2/2+.

Сотовый модем Maestro100 (рис. 5.31) компании Fargo Telecom [www.fargotelecom.com] – это внешний индустриальный двухдиапазонный GSM/GPRS модем с широким набором возможностей [www.shockufa.ru]. Реализованный на платформе WISMO Quik компании Wavecom, MAESTRO 100 выполнен в защищенном миниатюрном корпусе, что позволяет использовать его в жестких условиях, экономя пространство для аппаратуры пользователя. Дополнительный клип позволяет легко закрепить его на вертикальной поверхности. Характеристики модуля Maestro100:

•                       двухдиапазонный EGSM/GPRS прибор (EGSM900/1800 МГц), спроектированный для передачи голосовых сообщений, данных, факсов и SMS;.

•                       совместим со стандартом ETSI GSM phase 2 (Normal MS);

•                       класс 4 (2Вт на частоте 900МГц);

•                       класс 1 (1Вт на частоте 1800МГц);

•                       пакетная передача в режиме GPRS (класс 10);

•                       дополнительные сервисы GSM;

•                       рабочий температурный диапазон: -20С …+55С.

Модуль Fastrack M1306B (рис. 5.32) компании WAVECOM [www.wavecom.com]- это внешний GSM модем, воплощающий все возможности платформы WISMO, поддерживает режим GPRS (класс 10). Выполненный в защищенном корпусе, модем обеспечивает его использование в жестких условиях. Он позволяет исключить дополнительные компоненты благодаря встраиванию пользовательского ПО в WISMO при помощи Open AT. Модель Fastrack M1306В "на борту" имеет 32 Мб Flash

 

Рис. 5.32. Модуль Fastrack M1306B

память и 4Mb SRAM. По основным характеристикам этот модуль аналогичен рассмотренным ранее.

Как видно из рассмотренных примеров, функциональные характеристики модулей сотовой связи, предназначенных для применения в системах удаленного контроля и управления, позволяют использовать быстро прогрессирующую инфраструктуру телефонных сетей стандарта GSM для передачи данных. Основные направлениями, где уже достаточно широко применяются сотовые модемы, являются:

¦                    телеметрия;

¦                    телемеханика;

¦                    диспетчеризация и мониторинг;

¦                    охранные системы;

¦                    системы дистанционного управления;

¦                    банкоматы;

¦                    автоматические торговые точки;

¦                    рекламные табло;

¦                    метеорологический и экологический контроль.

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты