Przemysłowe sieci informatyczne Komunikacja bezprzewodowa

Przemysłowe sieci informatyczne
Komunikacja bezprzewodowa
wybrane przykłady
OPRACOWAŁ TOMASZ KARLA
Różne technologie bezprzewodowe
- Bluetooth
- WiFi
- ZigBee
- modemy GSM
- modemy radiowe
Wybrane urządzenia
SATEL SATELLINE-EASy
Częstotliwość pracy : 330 ... 420 MHz
Interfejsy: Port1: RS-232 fixed
Port2: LVTTL, TTL or RS-232 / 422
Prędkość transmisji: Radio 19200 / RS 38400
bps
Wybrane urządzenia
SATEL SATELLAR-2DS
Częstotliwość pracy : 360 ... 485 MHz
Interfejsy: Ethernet, RS-232
Prędkość transmisji: Radio 38400 bps / RS 57600 bps
Dodatkowe cechy:
- modularność (możliwość rozszerzenia o moduły
GSM czy GPS)
- szyfrowanie transmisji, firewall
Wybrane urządzenia
Moxa OnCell G3150
Częstotliwość pracy : GSM/GPRS/EDGE850/900/1800/1900-MHz
Interfejsy: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485
Prędkość transmisji: Edge 237 Kbps DL 237 Kbps
UL, GPRS 85.6 Kbps DL, 43 Kbps UL
Dodatkowe cechy:
- możliwość tunelowania danych za pomocą
SMSów
- 2 wejścia cyfrowe, 1 przekaźnik
Wybrane urządzenia
Moxa W406
Częstotliwość pracy : GSM/GPRS/EDGE-850/900/1800/1900-MHz
CPU: EP9302 ARM9 32-bit RISC CPU, 200 MHz
OS: WinCE 6.0/Embedded Linux with MMU, v. 2.6.23
Interfejsy: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485
Prędkość transmisji: Edge 237 Kbps DL 237 Kbps UL, GPRS 85.6 Kbps DL, 43 Kbps UL
Dodatkowe cechy:
- możliwość tworzenia prostych algorytmów do obsługi wejść/wyjść cyfrowych i
komunikacji,
- obsługa USB i kart pamięci,
- 4 wejścia cyfrowe, 4 przekaźniki, sygnalizacja diodami LED
Przykład laboratoryjny: obiekt
P2
P3
P4
Zbiornik
2 (ZB2)
Zbiornik
3 (ZB3)
Zbiornik
4 (ZB4)
P1
Zbiornik
1 (ZB1)
Z2
Z1
Z12
Z13
Z14
Z21
Z23
Z4
Z3
Z24
Z31
Z32
Z34
Z41
Z42
Z43
ZBx – zbiornik
Px – pompa
Zx – zawór
główny
Zxy – zawór
przelewowy
Przykład laboratoryjny: układ sterowania
Układ składający się z 5 stacji:
-1 stacja zawierająca obiekt sterowania
Obiekt
-4 stacje regulatorów
Komunikacja między stacjami z wykorzystaniem
technologii bezprzewodowych w dwóch wariantach:
Regulator
ZB1
Regulator
ZB2
Regulator
ZB3
-komunikacja radiowa,
-tunelowanie SMS
Pomiary poziomu wody w zbiornikach
Sterowania zaworami/pompą
Regulator
ZB4
Przykład laboratoryjny:
cechy wybranych technologii bezprzewodowych
RADIOMODEMY
MODEMY GSM Z TUNELOWANIEM SMS
- natychmiastowa transmisja,
- długi czas dochodzenia SMS (typowo od 10 do 20
sekund),
- duża częstotliwość wysyłania kolejnych pakietów,
- bardzo łatwo o kolizję sygnałów na danym paśmie
transmisyjnym,
- duży zasięg,
- wszystkie urządzenia muszą obsługiwać jedno
wybrane pasmo,
- ograniczona częstotliwość wysyłania kolejnych
pakietów,
- niemal gwarantowane dostarczenie wiadomości,
- możliwość docierania pakietów w nieprawidłowej
kolejności,
- bardzo duży zasięg, wiele częstotliwości
- możliwość obsługi przez zwykły telefon
komórkowy
Przykład laboratoryjny:
wybrane problemy i rozwiązania
RADIOMODEMY
MODEMY GSM Z TUNELOWANIEM SMS
- kolizja na paśmie:
- odbiór SMSów w złej kolejności:
◦ Opracowanie mechanizmu unikania kolizji
(przekazywanie tokena, stałe okna czasowe
transmisji)
- rozpoznawanie jednostki nadawczej:
◦ Dodatkowa identyfikacja pakietów, opracowanie
wymaganej struktury przesyłanych danych
◦ Dobranie czasu wysyłania kolejnych pakietów
zgodnie z zaobserwowanymi opóźnieniami w
transmisji,
◦ Numerowanie/oznaczanie czasu nadawania
kolejnych pakietów w celu wykrywania złej
kolejności,
- rozpoznawanie jednostki nadawczej:
◦ Dodatkowa identyfikacja pakietów, opracowanie
wymaganej struktury przesyłanych danych
Przykład laboratoryjny:
wskazówki do pracy w środowisku MATLAB/Simulink
W czasie laboratorium należy:
1. Przygotować modele z wykorzystaniem toolboxa Real-Time Windows Target.
2. Ustawić stały krok symulacji równy 1s.
3. W zależności od wykorzystanej metody komunikacji bezprzewodowej należy ustawić interwał
wysyłania danych na 1s dla radiomodemów i co najmniej 10s w wypadku modemów GSM. Bloki
odbierania danych powinny być ustawione na interwał 1s.
Przykład laboratoryjny:
wskazówki do pracy w środowisku MATLAB/Simulink
Przydatne bloki Simulink:
- blok MATLAB Function: blok, w którym można pisać
własne skrypty, można deklarować wejścia i wyjścia bloku,
- blok Enabled Subsystem: blok subsystemu (można w nim
umieszczać inne bloki), którego elementy są uruchamianie
tylko w momencie podania niezerowego sygnału na port
włączenia subsystemu (górny port), przydatne do
włączania bloku wysyłania danych w ściśle określonych
momentach,
- blok Transport Delay, który wprowadza opóźnienie
sygnału (przydatne w określaniu przedziałów czasowych
dla komunikacji),
- blok Memory, który zapamiętuje dane do niego
wprowadzone, może posłużyć jako blok z wartościami
początkowymi w pętlach algebraicznych
Dziękuję za uwagę