Эфирное управление - № 1/2005 Печать
Статьи - Проекты

Мобильные технологии связи, завоевавшие за последнее десятилетие весь мир, сегодня выходят на рынок промышленной автоматизации
Виктор Олейник.

Выбор технической платформы определяет функциональную эффективность АСУ ТП, ее надежность, долговечность, затраты на создание, обслуживание и проведение ремонтных работ

Для обеспечения передачи данных между различными удаленными объектами информационно-управляющих систем сегодня все более широкое применение находит мобильная связь, реализуемая с помощью беспроводных М2М-технологий (в этой аббревиатуре заложены три понятия — machine-to-machine, mobile-to-machine или machine-to-mobile). Основные элементы систем M2M — коммуникационное оборудование, программное обеспечение и периферийные узлы (датчики различных физико-химических величин, контроллеры и активаторы для технологического оборудования и т. д.).

Система передает информацию о состоянии контролируемого устройства в беспроводную сеть через модем, который использует, например, сотовую технологию GSM, и по протоколам TCP/IP и Short Message Peer-to-Peer Protocol — на базовый сервер. Он обрабатывает данные и посылает их через Интернет в службу, осуществляющую мониторинг и управление оборудованием.

К технологиям беспроводной связи,используемым в М2Мрешениях, относятся:

  • сотовые сети;
  • сети стандарта IEEE 802.11;
  • Bluetooth;
  • сети стандарта IEEE 802.15.4;
  • протоколы Zigbee на основестандарта IEEE 802.15.4, предназначенные для низкоэнергоемких сетейсбора информации и управления;
  • радиочастотная идентификацияRFID, где используется электромагнитное или электростатическое взаимодействие для передачи сигналов осостоянии с устройств, оснащенныхтегами;
  • форматы данных и методы беспроводной связи в стандарте IEEE 1451.5 для датчиков, контроллеров и активаторов.
Выбор технической платформы определяет функциональную эффективность АСУ ТП, ее надежность, долговечность, затраты на создание, обслуживание и проведение ремонтных работ

Сотовые сети в ближайшем будущем могут обеспечить значительное снижение уровня энергопотребления решений M2M и тем самым предоставить возможность удаленным датчикам дольше работать без смены батарей. С помощью сотовых сетей узлы могут взаимодействовать и передавать данные на другие узлы, пересылая информацию на дальние расстояния через множество промежуточных узлов, которые связаны короткими сетевыми сегментами. По традиционным же сетям данные передаются с серверов на отдельные узлы и обратно, в силу чего такие системы имеют ограниченный диапазон действия, определяемый длиной сетевого сегмента (без промежуточных узлов).

Для масштабных приложений вполне оправданна M2M-интеграция встроенных в узлы сотовых радиомодулей. Эти модули преобразуют и форматируют данные для передачи по беспроводным сетям, упрощая тем самым соединение с системами M2M, и обходятся компаниям дешевле, чем разработка собственного оборудования.

От простого — к сложному

Для автоматизации взаимодействия производственного оборудования с системами контроля с помощью средств мобильной телефонной связи предполагается использовать три технологии обмена данными: передачу SMS-сообщений, транспортировку данных поверх GSM-протокола и пакетов на основе GPRS. Сегодня наиболее прогрессивным решением считается комбинация технологий GSM и GPRS. В перспективе ожидается эволюция беспроводных М2М-технологий к стандартам 3G и UMTS.

Концепция М2М предусматривает поэтапное внедрение беспроводных технологий управления, что позволяет безболезненно интегрировать новые решения в сложившуюся систему предприятия.

Для оснащения одного рабочего места на платформе М2М на первом этапе необходимы GSM-контроллер и GSM-модем. С помощью службы SMS такая система способна выполнять несложные задачи, например, обеспечивать мониторинг среды, аварийную сигнализацию, стандартные измерения параметров оборудования, информировать сотрудников о критически значимых событиях и др. В случае дополнения системы модулем GPS возможен контроль за перемещениями транспортных средств или важных грузов.

С ростом числа удаленно контролируемых объектов и мобильных пользователей приходит время второго этапа — объединение информационных серверов предприятия с корпоративным центром беспроводной связи, который в простейшем случае представляет собой ПК, снабженный GSM-модемом. Для хранения и обработки данных на ПК применяется стандартное ПО MS Excel или SQL. Информация от контролируемых объектов передается с использованием протоколов DDE и ОРС.

ретий этап внедрения M2M связан с формированием базы данных технологических параметров и организацией отчетности. Сбор и обработку информации можно осуществлять на платформе SQL с генерацией отчетов и анализом времени простоя производственных объектов.

Заключительным этапом реализации этой концепции является полная интеграция данных информационной системы предприятия (с поддержкой всех видов среды передачи — кабель, беспроводная сеть, GSM, GPRS). Перед выводом на пользовательские устройства вся корпоративная информация подлежит адаптации с помощью специального ПО, что обусловлено высокой разнородностью форматов представления информации, поддерживаемых оконечными устройствами, протоколов и пропускной способности каналов связи между элементами системы. Пользовательский доступ к интегрированным данным корпоративной сети осуществляется через веб-портал.


Беспроводной модем компании Multi-Tech
Выбор технической платформы определяет функциональную эффективность АСУ ТП, ее надежность, долговечность, затраты на создание, обслуживание и проведение ремонтных работ

SocketModem GSM/GPRS модели MTSMC-G-F1 (F2) — беспроводной модем для встраиваемых применений, работающий на базе многополосного стандарта GSM/GPRS Class 10 и выполненный в таком же формфакторе, как и другие модули Multi-Tech — SoсketModem, SoсketModem IP и SoсketEthernet.

Основные характеристики:
  • рабочие диапазоны частот — 850/1900 или 900/1800 МГц;
  • функции SMS: текст, PDU, связь типа «точка-точка» и широковещательная связь;
  • последовательный интерфейс DTE с поддержкой скорости до 115,2 Кб/с;
  • управление тревожной сигнализацией;
  • компрессия данных V.42bis;
  • расширенный TCP/IP-стек;
  • GSM-схема набора номера (14,4 Кб/c);
  • антенный соединитель MMCX и сокет SIM;
  • часы реального времени;
  • UCS32.
GSM/GPRS-модемы Multi-Tech
Наименование
Краткое описание
Тип конструкции
MTSMC-G-F1
GMS/GPRS Class 10, 900/1800 MГц SocketModem
MTSMC-G-F2
GMS/GPRS Class 10, 850/1800 MГц SocketModem
MTMMC-G-F1
GSM/GPRS Class 10, 900/1800 MГц ModemModule
MTMMC-G-F2
GSM/GPRS Class 10, 850/1800 MГц ModemModule
MTMMC-C
CDMA2000 1xRTT, 800/1900 MГц ModemModule

Основной элемент технологии

Базовыми устройствами М2М-приложений являются GSM/GPRS-модемы. Главной особенностью GPRS является то, что информация (принимаемая/передаваемая) делится на небольшие пакеты данных и затем передается одновременно по нескольким каналам связи. Благодаря этому максимально возможная скорость доступа с помощью технологии GPRS составляет 170 Кб/с. При этом голосовой канал занят только во время передачи данных, а не постоянно, как при других формах доступа в сеть.

На украинском рынке беспроводных технологий компания Sony Ericsson недавно представила 4 класса GSM/GPRS-модемов:

  • универсальные GSM-модули (GR47, GM47);
  • универсальные GSM-модули (GR47, GM47);
  • PCMCIA GSM-модули;
  • модули стандарта AMPS/CDMA.

Модули GM47 и GM48 обеспечивают возможность отправлять данные прямо на терминал GSM- сети. Они работают в двух частотных диапазонах: GM47 — в стандарте 900/1800, GM48 — в стандарте 850/1900. Обеспечивая легкий доступ к интернет-соединениям, эти два продукта интегрируются в информационные системы достаточно просто. Они предназначены для использования в М2М-приложениях («машина-машина» и «человек-машина»), где необходимы управление голосом и двусторонняя передача данных через GPRS, CSD, HSCSD и SMS.

Основной отличительной особенностью модулей GR47 и GM47 является фирменное ПО. Следует отметить, что в этих устройствах можно загружать во внутреннюю флэш-память до двух скриптов общим объемом 44 КБ, написанных с помощью ПО М2М-Power, поставляемого компанией Sony Ericsson. При использовании внутренних скриптов модуль начинает функционировать без внешнего источника АТ-команд. То есть он может работать автономно, без управления извне. При этом все внешние порты ввода/вывода (UART, I2C, I/O 1-7 digital) становятся доступными для внутреннего скрипта, благодаря чему задействуются все внутренние и внешние ресурсы модуля.


Беспроводной модем компании Sony Ericsson
Выбор технической платформы определяет функциональную эффективность АСУ ТП, ее надежность, долговечность, затраты на создание, обслуживание и проведение ремонтных работ

GT47 — специализированный GSM-терминал в корпусном исполнении.

Основные характеристики:
  • рабочие диапазоны частот — 900 и 1800 МГц;
  • совместимость со стандартом 3GPP GSM Phase 2+;
  • выходная мощность — 2 Вт (900 МГц) и 1 Вт (1800 МГц);
  • напряжение питания — 5—32 В;
  • средний ток потребления в режиме связи — 250 мА, в режиме GPRS — 350 мА, в режиме ожидания — 15 мА;
  • диапазон рабочих температур — от -30 до +75 0С;
  • температура хранения — от -40 до +85 0С;
  • габаритные размеры — 77 х 67 х 26 мм;
  • вес — 110 г.

Антенна подключается к модему через 15-контактный разъем FME, на который выведены:

  • интерфейс RS232;
  • АЦП или цифровой вход (конфигурируемые);
  • 2 цифровых входа и 2 цифровых выхода (конфигурируемые);
  • выход постоянного напряжения 4,8 В/75 мА.

Аналогом терминала GT47 является модем GR47. Основные функции этих изделий совпадают, отличия — лишь в конструкциях и дополнительных сервисных возможностях.


К внедрению готовы

Мобильные технологии связи, которыми сегодня пользуются в повседневной жизни миллионы людей, только начинают адаптироваться к промышленным применениям, где они должны обеспечивать передачу данных как в неживой среде производственного оборудования, так и при голосовом общении человека с машиной. Программно-аппаратная платформа М2М-технологий уже разработана ведущими мировыми производителями компьютерных и телекоммуникационных компонентов и представлена на украинском рынке. Теперь слово за потребителями АСУ различного назначения и системными интеграторами, которые могут использовать беспроводные технологии передачи данных в разрабатываемых ими проектах.

 

Архив журнала

Год 2017:


Год 2016:


Год 2015:


Год 2014:


Год 2013:


Год 2012:


Год 2011:


Год 2010:


Год 2009:


Год 2008:


Год 2007:

Год 2006:

Год 2005:

AdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisement
AdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisementAdvertisement

© 2018, Мир Автоматизации. Издательский Дом "ПРОФИТ". ООО "Издательский Дом "ПРОФИТ". Все права защищены.