Беспроводная передача данных - промышленный аспект

Беспроводнаяпередача данных (БПД) на базе сотовых технологий для промышленныхприложений долгое время находилась в тени голосовой мобильной связи.Однако вместе с отраслью этот сегмент рынка прошел все этапы развития исегодня вступает в эпоху повышенного интереса со стороны потребителей. Вкаких секторах рынка востребована БПД? В первую очередь, вавтомобильной телематике, офисных и домашних системах безопасности иконтроля доступа, в рекламном бизнесе - для дистанционного управленияинформационными табло, в системах контроля параметров удаленныхпромышленных объектов. Например, соответствующими модулями могут бытьоснащены счетчики газа, воды и электроэнергии. Другой сегмент -банкоматы и POS-терминалы. Беспроводной канал передачи информациипозволяет снизить первоначальные затраты там, где нет проводной связи.Например, на автострадах Европы и Америки многие заправочные станцииобустроены банкоматами, использующими для управления сотовый канал. Ещеодной сферой применения БПД является обеспечение интерактивногомежмашинного взаимодействия.Средиприложений, представляющих интерес для операторов, телематика занимаетособое место. Термин "телематика" можно интерпретировать как симбиозкомпьютерной и телекоммуникационной технологий. Наиболее часто подтелематикой в автомобильной индустрии понимаются электронные средстваопределения местоположения и двухстороннего обмена данными.Причинаограниченного интереса рынка к БПД на первом этапе, в основном, былаобусловлена параметрами канала связи. Для передачи телеметрическойинформации в сотовых сетях обычно используется SMS-транспорт.Передавать информацию в голосовом режиме в сетях с коммутацией каналов(CSD) также можно, правда, с ограниченной скоростью (9,6 кбит/с).Необходимость установления соединения, а главное, время, затрачиваемоена такое соединение, обусловили определенные ограничения на развитиесистем телеметрии на базе технологии коммутации каналов. Оба вариантапредполагают периодический дозвон до коммутатора сотового оператора,поскольку иметь постоянное соединение в ситуации повременной оплатытрафика неоправданно дорого. Таким образом, работа в реальном масштабевремени и передача больших массивов информации были для систем БПДделом нерентабельным.Новыйимпульс развития этому сегменту и расширение спектра приложенийбеспроводной телеметрии дало появление технологий передачи данных скоммутацией пакетов, в частности GPRS.Вероятныйрост продаж услуг на основе БПД обусловлен тем, что операторам удалосьпокрыть GPRS-сетями практически всю территорию Европы и Америки. ВРоссии технология GPRS также успешно развивается операторами. Система,использующая БПД, включает в себя диспетчерский центр, канал связи,датчики, исполнительные механизмы и беспроводной терминал (БТ),состоящий из контроллера и устройства, непосредственно отвечающего заприем/передачу информации по каналу связи (беспроводного модема).Контроллер принимает информацию от датчиков, подает команды наисполнительные механизмы и осуществляет их связь с диспетчерскимцентром. При отсутствии контроллера БТ превращается в беспроводныймодем.С точки зрения потребителя, беспроводной терминал -это функционально законченное изделие, которое встраивается ваппаратуру. Он адаптирован для работы с контроллерами и ПК,обеспечивающими прием телеметрической информации и выдачу управляющихвоздействий. Обычно такие терминалы выполнены в герметичномударопрочном пылевлагозащищенном металлическом корпусе.А вот модули GSM/GPRS законченными изделиями не являются. Это конструктив -полуфабрикат,предназначенный для установки в аппаратуру других производителей.Изготовитель функционально законченного блока монтирует в корпус такоймодуль и дополнительные внешние компоненты, например, держательSIM-карты, блок питания, разъемы антенны и проводного интерфейса и т. п.Встроеннаяэнергонезависимая память позволяет терминалу записывать информацию оместоположении и данные, полученные от датчиков. Информация можетнакапливаться как постоянно, с заданным интервалом, так и приопределенных событиях, например, при отсутствии покрытия сети GSM, споследующей передачей данных в сервисный центр. Передача данных,хранящихся в энергонезависимой памяти, осуществляется как по каналамGPRS, SMS, так и в режиме прямого соединения (CSD).Некоторыеизготовители предусмотрели возможность подключения к беспроводномутерминалу телефонного или факсимильного аппаратов с набором номера вмногочастотном коде, а также ПК. Тогда связку терминал - телефонный аппарат - ПК можно использовать для голосовой связи и работы с данными на скорости, близкой к скорости выделенной линии.Сточки зрения сотовой связи беспроводные терминалы и модули во многомподобны сотовым телефонам, но есть ряд параметров, которые характерныименно для этого класса аппаратуры.

Диапазон рабочих температур.Здесь особенно актуален поддиапазон отрицательных значений, посколькуон определяет возможную зону действия системы, создаваемой на базетерминал. Если терминал имеет встроенный аккумулятор, то необходимообеспечить режим заряда при температуре ниже 0°С.

Диапазон напряжения питания.Если терминал имеет встроенный стабилизатор напряжения, то широкийдиапазон напряжения питания позволяет снизить требования к источникупитания всего устройства.

Энергопотребление.Здесь обычно нормируются токи потребления в режимах ожидания, передачиданных и при регистрации в сети. Последний параметр наиболеесущественен, так как требует от источника питания высокой энергииимпульса (до 2,5 А). Объем памяти (Flash/статической). Чем больше этиресурсы терминала, тем более сложное программное обеспечение можнозагрузить и обслужить без создания внешних запоминающих устройств.

Встроенный TCP/IP-стек. Этот параметр определяет протоколы, а, следовательно, и приложения, которые будут доступны терминалу в режиме GPRS.

Короткие сообщения. Кроме передачи SMS-сообщений, терминалы могут поддерживать и технологию USSD[1],которая актуальна для систем БПД. Транспорт USSD в отличие от SMS, гдевремя доставки сообщения не регламентировано, работает в реальноммасштабе времени. Интерфейс для работы с источниками аналоговойинформации. Ряд беспроводных терминалов имеют встроенный АЦП[2] для преобразования аналоговой телеметрической информации в цифровой вид.

Интерфейс для управления цифровыми системами. Рядтерминалов выполняют определение местоположения с помощью встроенногодатчика GPS либо поддерживают эту функцию при взаимодействии синфраструктурой сотовой сети (с использованием методов A-GPS[3]). Насегодня аппаратуру для БПД выпускают более десятка компаний. В обзорвключены изделия, поддерживающие технологию GPRS, и представленные нароссийском рынке: модули и беспроводные терминалы. Автор статьи: Лозинский Роман Васильевич, ООО «Корпоративные системы»

www.sike.ru

Статья подготовлена по материалам сайта  RUSSGPS.



[1]              USSD (Unstructured Supplementary Service Data) - стандартный сервис в сетях GSM, позволяющий организовать интерактивное взаимодействие между абонентом сети и сервисным приложением в режиме передачи коротких сообщений.

[2]              Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал). Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП  (цифро-аналогового преобразователя).

[3]              Ассистирующая GPS[3] - это система, где внешний источник, такой как ассистирующий сервер, инсталлированный в сети сотовой связи, помогает GPS-приемнику производить требуемые задачи для измерения диапазона и позиционных решений.