Przemysłowe sieci informatyczne

Komunikacja bezprzewodowawybrane przykłady

OPRACOWAŁ TOMASZ KARLA

Różne technologie bezprzewodowe

- Bluetooth

- WiFi

- ZigBee

- modemy GSM

- modemy radiowe

Wybrane urządzeniaSATEL 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 urządzeniaSATEL 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 urządzeniaMoxa OnCell G3150

Częstotliwość pracy : GSM/GPRS/EDGE-850/900/1800/1900-MHz

Interfejsy: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485

Prędkość transmisji: Edge 237 Kbps DL 237 KbpsUL, GPRS 85.6 Kbps DL, 43 Kbps UL

Dodatkowe cechy:

- możliwość tunelowania danych za pomocą SMSów

- 2 wejścia cyfrowe, 1 przekaźnik

Wybrane urządzeniaMoxa 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

Zbiornik 1 (ZB1)

Zbiornik 2 (ZB2)

Zbiornik 3 (ZB3)

Zbiornik 4 (ZB4)

Z1

Z12 Z13 Z14

Z2

Z21 Z23 Z24

Z3

Z31 Z32 Z34

Z4

Z41 Z42 Z43

P1 P2 P3 P4ZBx – zbiornikPx – pompaZx – zawór głównyZxy – zawór przelewowy

Przykład laboratoryjny: układ sterowania Układ składający się z 5 stacji:

-1 stacja zawierająca obiekt sterowania

-4 stacje regulatorów

Komunikacja między stacjami z wykorzystaniem technologii bezprzewodowych w dwóch wariantach:

-komunikacja radiowa,

-tunelowanie SMS

Obiekt

Regulator ZB1

Regulator ZB2

Regulator ZB3

Regulator ZB4

Pomiary poziomu wody w zbiornikach

Sterowania zaworami/pompą

Przykład laboratoryjny:cechy wybranych technologii bezprzewodowych

RADIOMODEMY

- natychmiastowa transmisja,

- duża częstotliwość wysyłania kolejnych pakietów,

- bardzo łatwo o kolizję sygnałów na danym paśmie transmisyjnym,

- duży zasięg,

- wszystkie urządzenia muszą obsługiwać jedno wybrane pasmo,

MODEMY GSM Z TUNELOWANIEM SMS

- długi czas dochodzenia SMS (typowo od 10 do 20 sekund),

- 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 rozwiązaniaRADIOMODEMY

- kolizja na paśmie:◦ Opracowanie mechanizmu unikania kolizji

(przekazywanie tokena, stałe okna czasowe transmisji)

- rozpoznawanie jednostki nadawczej:◦ Dodatkowa identyfikacja pakietów, opracowanie

wymaganej struktury przesyłanych danych

MODEMY GSM Z TUNELOWANIEM SMS

- odbiór SMSów w złej kolejności:◦ 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/SimulinkW 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/SimulinkPrzydatne 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