Спектр GPRS радиомодем

Полностью прозрачный канал связи, максимальный не разрывный сегмент передаваемых данных до 1000 байт

Промышленный радиомодуль 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.
Радиотерминал Спектр Джипиэрэс 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, радиомодуль Спектр 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, радиомодемы Спектр Джи-пи-эр-эс 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 СПЕКТР GPRS задаются программированием в командном режиме с помощью специальной программы для персонального компьютера, и хранятся в энергонезависимой памяти модема.
Терминал SPEKTR GPRS питается от источника +(7…32) В и потребляет мощность около 0,8 Вт при установленном GPRS соединении.
Устройство Спектр Джипиэрэс выпускается в типовом пластиковом корпусе для монтажа на DIN рейку.

Функциональные особенности модема 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”.

Радиотерминалы Спектр Джи-пи-эр-эс 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.