Реферат: Беспроводные M2M

Применение беспроводных технологий от SonyEricsson


Виктор Каплуновский, специалист по беспроводной связи, фирма СЭА,
e-mail: kapvik@sea.com.ua

Виктор Олейник, технический специалист, фирма СЭА,

e-mail: solaris@sea.com.ua


В статье рассматривается беспроводная технология M2M, реализация этой технологии на модулях и терминалах SonyEricsson, применение беспроводной технологии M2M в различных сферах деятельности.


Введение


В сегодняшнем мире нас окружает большое количество оборудования - дома, офисная техника, всевозможные системы охраны и безопасности, промышленное и полупромышленное оборудование: датчики, системы доступа, всевозможные измерительные и контрольные системы, исполнительные механизмы и т.д. Многие из них требуют постоянного наблюдения, контроля, установок определенных параметров, или же сбора данных, результатов измерений и т.д. В абсолютном большинстве случаев требуется обеспечение передачи данных или сигналов управления к таким устройствам или получения информации от них. Именно это и называется М2М технологии, передача информации, связь: machine-to-machine, mobile-to-machine или machine-to-mobile.

^ Беспроводные M2M
Беспроводные подходы позволяют увеличить мобильность M2M, сэкономить деньги, отказаться от реализаций, предусматривающих протяжку кабеля, и от соответствующего оборудования. Беспроводные системы M2M передают данные несколькими способами, в том числе, с помощью однокристальных радиосхем или радиомодулей.


^ Применение M2M


Системы доступа

Дают возможность определенной группе людей с помощью своего сотового телефона заходить в определенные помещения, открывать электронные замки, двери и т.д. Такие действия осуществляются с помощью обыкновенного телефонного звонка или посылкой определенного кода.

^ Системы охраны помещений

Позволяют осуществлять дистанционную беспроводную охрану помещений. Дает возможность пользователям систем самостоятельно дистанционно ставить-снимать с охраны такие помещения. Так же дополнительные сервисные функции, как Alarm и Panic.

^ Системы безопасности

Беспроводные системы безопасности (пожарная, аварийная, персональная и т.д.). Позволяет независимо и дистанционно отслеживать состояние объектов и при необходимости полностью автономно посылать сигналы тревоги или информацию о состоянии объектов.

^ Дистанционный контроль и управление "домашним" оборудованием

Дает возможность с помощью мобильного телефона дистанционно осуществлять контроль "домашнего" оборудования, поддерживать определенные условия в помещениях, дистанционно управлять таким оборудованием (обогреватели, кондиционеры,  насосы, сауны и т.д.).

^ Автоматы по продаже, кофейные автоматы, обменные машины, автоматические бензоколонки и т.д.

Дистанционно контролировать состояние, осуществлять контроль работоспособности, дистанционная охрана, дистанционный сбор информации о наличии "запасов" и их количестве,  статистика. Телефонные аппараты, установленные вдоль автомобильных трасс, парковочные автоматы, управление уличными табло.

^ Лифты, эскалаторы и т.д

Дистанционный контроль работоспособности, передача аварийных сигналов и т.д.

GSM видео

Предоставляет возможность осуществлять дистанционную передачу изображения (охрана, контроль состояния и т.д) через GSM сеть.


^ Практическая реализация


Компания SonyEricsson наиболее активно продвигает на рынок концепцию M2M. Это GSM/GPRS-модемы. GPRS - это технология пакетной передачи данных по радиоканалу (General Packet Radio Service) в сетях GSM. Главной особенностью GPRS является то, что информация (принимаемая/передаваемая) делится на небольшие пакеты данных и затем передается одновременно по нескольким каналам связи. Благодаря этому максимально возможная скорость доступа с помощью технологии GPRS составляет 170 Кбит/сек. При этом голосовой канал занят только во время передачи данных, а не постоянно, как при других формах доступа в сеть.

Компания SonyEricsson предлагает 4 класса GSM/GPRS модемов:

1 класс — GSM универсальные модули (GR47, GM47);

2-й класс — GSM специализированные терминалы (GM29, GT47);

3-й класс — PCMCIA GSM модули;

4-й класс — модули стандарта AMPS/CDMA.

Последними разработками компании SonyEricsson в этой области являются модули GSM/GPRS GR47, GR48, GM47 и GM48, поддерживающие протокол TCP/IP. Проведем краткий обзор модемов GR47(модуль см. рис. 1) и GT47(терминал см. рис. 2).





Основные параметры модуля GR47:

диапазоны частот 900/1800 МГц;

совместимость со стандартом 3GPP GSM Phase 2+;

выходная мощность 2 Вт/900 МГц, 1 Вт/1800 МГц;

чувствительность –102 дБм;

напряжение питания 3,4…4 В;

средний ток потребления в режиме связи 250 мА, в режиме GPRS 350 мА,в режиме ожидания 5 мА;

габаритные размеры 50x33x7,2 мм;

диапазон рабочих температур по полной спецификации –30... +75С,по сокращенной спецификации –40...+85С (без аналогов);

температура хранения –40...+85С;

вес 18,5 г.

Модуль оборудован антенным разъемом MMCX и 60-контактным разъемом
с определенным набором функций данного класса. GSM модули GM47,GM48 открывают новые возможности для приложений, то есть возможность отправлять данные прямо на терминал GSM сети. Модули работают в двух частотных диапазонах GM47 в стандарте 900/1800, GM48 в стандарте 850/1900. Обеспечивая легкий доступ к Интернет-соединениям, эти два продукта интегрируются в информационные системы достаточно просто. Они предназначаются к использованию в М2М приложениях (машина-машина) и (человек-машина), где необходимо управление голосом и или отправка/получение данных через GPRS, CSD, HSCSD и SMS.
Возможности:

Возможность взаимодействия с GPS;

Асинхронная передача данных CSD c 9.6/14.4 kbps;

Режим оцифровывания звука;

Диапазоны частот (800/1900 или 850/1900);

Асинхронная передача данных HSCSD (2+1);

Готовое устройство для работы с Интернетом;

Поддерживает текстовой и PDU формат;

MO/MT/CB/SMS Status Report;

Возможность одновременной передачи и получения голосовых данных FR/EFR;

Поддержка TCP/IP стека;

AT команды;

GPRS Class 8 (4+1).

Основной отличительной особенностью модулей GR47,GM47 является фирменное программное обеспечение. Следует отметить, что модули позволяют загружать во внутреннюю Flash-память до двух скрипов общим объемом 44 К/байта, написанных с помощью программного обеспечения М2М-Power, поставляемой компанией SonyEricsson. При использовании внутренних скриптов модуль начинает функционировать без внешнего источника АТ-команд. Следовательно, модуль может работать автономно, без внешнего микроконтроллера. При этом все внешние порты ввода/вывода (UART, I2C, I/O 1–7 digital) становятся доступны для внутреннего скрипта. Таким образом, задействуются все внутренние и внешние ресурсы модуля.


Основные параметры терминала GT47:

диапазон частот 900/1800 МГц;

совместимость со стандартом 3GPP GSM Phase 2+;

выходная мощность 2 Вт/900 МГц, 1 Вт/1800 МГц;

напряжение питания 5…32 В;

средний ток потребления в режиме связи 250 мА, в режиме GPRS 350 мА,в режиме ожидания 15 мА;

габаритные размеры 77x67x26 мм;

рабочая температура –30...+75С;

температура хранения –40...+85С;

вес 110 г.

Антенна присоединяется к модему через разъем FME; на 15-контактный разъем выведены:

интерфейс RS-232 с поддержкой управления модемом при помощи АТ-команд и скоростью передачи данных 1,2…460,8 кбит/с;

один АЦП или цифровой вход (конфигурируемый);

два цифровых входа и два цифровых выхода (конфигурируемые);

выход постоянного напряжения 4,8 В/75 мА.

Модемы GR47,GT47 сделаны на одной и той же основе, отличие лишь в конструкции и в дополнительных сервисных возможностях, поэтому основные функции GT47 совпадают с функциями GR47.


Среди новинок, которые придут на смену существующим моделям модемов GR47 и GM47, это GR64, GS64, EE54. Опытные образцы уже выпущены и проходят тестовые испытания.






Рис. 3. Модуль GR64

Рис. 4. Модуль GS64

Основные параметры модуля GR64 (рис. 3):

радиочастотные параметры и габаритные размеры совместимые полностью с модемом GR47;

диапазон рабочих температур по полной спецификации –30... +75С,по сокращенной спецификации –40...+85С (без аналогов);

вес 9,5 г.

Модуль оборудован антенным разъемом MMCX и 60-контактным разъемом с определенным набором функций данного класса. Новые функциональные отличия GR64 от модуля GM47,GR47:

на борту модуля имеется Sim держатель.

поддержка двух Sim карточек с переключением.

поддержка Sim карточки с пониженным питанием 1.8/3 В.

наличие выхода для подключения клавиатурной матрицы 4х4.

GPRS Class 10.

усовершенствованные IP протоколы. FTP client.

расширен интерфейс ввода вывода.

интерфейс USB 2.0

значительно расширены функции вложенных приложений. Обмен данными с вложениями возможен с помощью GPRS.

Изменены характеристики голосового канала.


Основные параметры модуля GS64 (рис. 4) полностью совпадают с характеристиками модема GR64 (рис. 3), за исключением уменьшенных габаритных размеров 37х30х3,2 и стыковочных разъемов. Модем разработан для приложений, в которых используется автономное питание от батареи. Это приложения такие как PDA, переносные POS терминалы, миниатюрные системы мониторинга. Вес GS64 модема 5 гр.


Основные преимущества модуля EE54 (рис. 5) перед GS64:


Class 10 EDGE технология позволяет использовать этот модем в приложениях с высокой плотностью передачи данных со скоростью до 238 кбит/с.

Возможность чтения номеров из телефонной книги Sim карточки.

Возможность использования сервисных номеров.

Криптографическая защита передаваемых данных.

Протокол с идентификацией по паролю.

Расширенный список дополнительного GSM сервиса.



Более подробную информацию о модемах SonyEricsson можно получить на сайте SonyEricsson www.sonyericsson.com в разделе M2M по адресу http://www.sonyericsson.com/spg.jsp?cc=ru&lc=ru&ver=4002&template=pp1&zone=pp&lm=pp1.


Для заказа GSM/GPRS-модемов компании SonyEricsson, а также для получения технической информации обращайтесь в офис СЭА, тел.: (044) 575-94-00,
E-mail: info@sea.com.ua, сайт www.sea.com.ua.