На главную | Новости | GSM модемы | GSM модемы с GPRS | GSM модемы с EDGE | Реклама на сайте

Статья: GSM/GPRS модемы, область применения.

GSM МОДЕМЫ и их применение в системах сбора данных, диспетчеризации и управления. Сравнительные характеристики модемов различных производителей.

В настоящее время во всех сферах деятельности человека актуальна задача создания недорогих распределенных информационно-управляющих систем. Подобные системы предназначены для сбора и обработки информации поступающей от различных объектов. Оборудование учета и управления энергоносителями, информационные базы данных. обмен отчетной документацией. Эти системы обычно состоят из контролируемых объектов, оборудования формирующего, обрабатывающего, архивирующего информацию и оборудования объединяющего объекты в единую систему линиями связи. Однако для многих объектов создание таких систем часто оказывается невыгодным в связи с высокой стоимостью организации и обслуживания линий связи.

GSM МОДЕМЫ и их применение в системах сбора данных, диспетчеризации и управления.

К таким объектам относятся объекты, находящиеся на удалении от кабельной инфраструктуры. Такие же проблемы возникают при создании систем мониторинга и диспетчеризации малых объектов энергетики (в частности потребления электроэнергии).

Естественный путь решения подобных проблем- создание беспроводной сети на базе сотовых терминалов, через существующие системы сотовой радиосвязи.
В этом случае не надо оформлять разрешение на использование радиочастот, закупать дорогостоящее приемо-передающее оборудование. Однако обычные мобильные абонентские телефоны имеют невысокую надежность и не предназначены для эксплуатации в промышленных условиях.

Для решения задач создания информационно-управляющих систем, в которых данные передаются через систему сотовой радиосвязи, ряд фирм выпускает GSM-модемы, которые отличаются от мобильных телефонов конструктивным исполнением, отсутствием клавиатуры, дисплея, антенны, а также наличием специфичных, дополнительных возможностей.

Подобные модемы имеют расширенный набор АТ команд в соответствии со стандартами GSM 07.07 и GSM 07.05, что позволяет программировать их как обычные мобильные телефоны с использованием программного обеспечения входящего в состав стандартного пакета Windows.

Использование сотовой связи существенно упрощает и удешевляет создание промышленных информационно-управляющих систем. Все, что необходимо сделать для создания узла – это подключить GSM модем к устройству. При эксплуатации не требуется специального обслуживания.

Одним из лидеров производства GSM-модемов является французская фирма Wavecom, выпускающая несколько вариантов как полностью готовых устройств, так и модулей для разработчиков.

Работа в GSM сети может осуществляться в нескольких режимах:

• передача данных на скорости 9600 кбит/с.
• SMS короткие сообщения.
• GPRS (General Packet Radio Service).

Предача данных на скорости 9600 кбит/с в режиме data

Данный режим работы имеет ряд преимуществ, по сравнению с другими возможными видами обмена данными в сотовой радиосети. Кроме этого в настоящее время GSM передача связь у операторов сети является приоритетным направлением, и сбои в работе систем происходят меньше всего. При передаче в режиме дата несколько секунд, иногда до10-15 уходит на согласование связи между модемами.
Каждый сеанс связи округляется до минуты, поэтому заплатить придется минимум за минуту связи. Кроме этого правила тарификации у разных операторов различны. К примеру, МЕГАФОН, в случае передачи данных тарифицирует как принимающую, так и передающую сторону.

SMS короткие сообщения.

SMS выгодно использовать для управления различными устройствами, но в связи с отсутствием гарантирования доставки, а также низким приоритетом этого вида услуг у сотовых операторов радиосвязи применять его возможно только в системах с низким уровнем ответственности и малым объемом передаваемой информации.

RS (General Packet Radio Service).

Технология GPRS ориентирована на применение в сетях сотовой связи стандарта GSM, работающих в режиме TDMA (временного разделения доступа). Упрощенно можно сказать, что в этом режиме время работы одного канала распределяется по очереди между несколькими абонентами. На одной частоте организуется несколько независимых каналов связи.  Технология GPRS основана на том, что все каналы связи оказываются занятыми только в редкие моменты пиковых нагрузок, остальное время часть каналов связи свободна. Когда абоненту требуется высокоскоростная связь повышается до максимального значения 115 кбит/с при скорости в одном канале 14.4 кбит/с. Время задержки выделения ресурсов сотовой сети для передачи пакета данных в стандарте GPRS не превышает одной секунды.

Одним из преимуществ передачи данных в стандарте GPRS является то, что модем в паузах между приемом и передачей не занимает линию, ресурсы радиоканала выделяются только на время передачи информации. Сотовые операторы начисляют абонентскую плату только за объем переданной информации.

К недостаткам данного вида связи можно отнести низкий приоритет данного вида связи. В случае занятия каналов GSM абонентами информация по GPRS каналу не передается.

Сравнительная таблица GSM/GPRS модемов.

Наименование	Производитель	Исполнение	Температурный диапазон	GPRS	Дополнительные возможности
Q2406А	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-20°С…+55°С	Класс 10	16Мбайт FLASH, 2Mб SRAM
Q2406А-IP	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-20°С…+55°С	Класс 10	16Мбайт FLASH, 2Mб SRAM Встроенный стек протоколов TCP/IP
Q2406В	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-20°С…+55°С	Класс 10	32Мбайт FLASH, 4Mб SRAM
Q2406В-IP	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-20°С…+55°С	Класс 10	32Мбайт FLASH, 4Mб SRAM Встроенный стек протоколов TCP/IP
Q2406С	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-20°С…+55°С	класс 10	64Мбайт FLASH, 8Mб SRAM
Q2406С-IP	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	20°С…+55°С	Класс 10	64Мбайт FLASH, 8Mб SRAM Встроенный стек протоколов TCP/IP
Q2400	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-20°С…+55°С	нет
Q2501	Wavecom	Бескорпусной модуль для монтажа на плату	-35°С…+70°С	Класс 10	сотовый модем с 16-ти канальным GPS приемник в одном корпусе.
M2106	Wavecom	Корпусной модуль для встраиваемых применений	-20°С…+55°С	Класс 10
M1206B	Wavecom	Терминал	-20°С…+55°С	Класс 10
M1206B-IP	Wavecom	Терминал	-20°С…+55°С	Класс 10	Встроенный стек протоколов TCP/IP
M1306B	Wavecom	Терминал	-20°С…+55°С	Класс 10
Maestro 100	Fargo Telecom	Терминал	-20°С…+55°С	Класс 10	Встроенный стек протоколов TCP/IP
GM862-GPRS	DAI Telecom	Корпусной модуль для встраиваемых применений	-20°С…+70°С	Класс 8	Встроенный стек протоколов TCP/IP
GM862-PCS	DAI Telecom	Корпусной модуль для встраиваемых применений	-20°С…+70°С	Класс 10	Встроенный стек протоколов TCP/IP; поддержка видеокамеры

Рекомендации.

Наш опыт создания и эксплуатации объектов автоматизации с сотовыми каналами связи показывает, что для систем с высоким уровнем ответственности возможно применение только режима «дата». Этот режим хоть и не является полностью гарантированным, но по статистике 80%-90% общего времени каналы доступны и функционируют.

Режим GPRS можно использовать только в системах телеметрии, где сбор данных можно проводить в незагруженное время – ночью.

К недостаткам GPRS также можно отнести невозможность запроса объекта с верхнего уровня. Инициатива  запроса связи исходит всегда от абонента. Это связанно с правилами IP адресации у сотовых операторов. При регистрации  в сети  сотового абонента, ему назначается IP адрес внутренней сети сотового оператора, и весь обмен информацией происходит через механизмы NAT (Network address translation).

Примерные затраты на обслуживание каналов вязи.

Время вычитывания информации из электронных счетчиков и контроллерной техникой различаются между собой очень сильно, это связанно с технологиями формирования и хранения данных в этих устройствах.

В электронном счетчике информация хранится разрозненно. Чтобы получить ее надо сделать много запросов и получить много ответов.

Сбор информации с контроллерной техники осуществляется чаще всего вычитыванием единого архива. Это позволяет на порядок сократить время сеанса связи.

Например, на  вычитывание в режиме «дата» на скорости 9600 бод основных параметров за сутки  из электронного счетчика меркурий-230 уходит 1 минута.