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 -20^оС. 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.

Нравится

Модули сотовой связи

Похожие посты:

Оставить комментарий