Беспроводной LPD радиотерминал 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.
Радиомодуль SPECTR GPRS 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, нерегистрируемый радиомодем Spectr 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, промышленные радиомодули Spektr Джипиэрэс 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 устройства СпектрGPRS задаются
программированием в командном режиме с помощью специальной программы
для персонального компьютера, и хранятся в энергонезависимой памяти
модема.
Модемное устройство Спектр-GPRS питается от источника +(7…32) В
и потребляет мощность около 0,8 Вт при установленном GPRS соединении.
Безлицензионный модем Спектр GPS выпускается в типовом пластиковом
корпусе для монтажа на DIN рейку.
Функциональные особенности терминала 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”.
Безлицензионные радиомодемы СПЕКТР GPRS 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.
|
Промышленные модемы SPEKTR
