Sagem HiloNC: большие возможности маленького GSM/GPRS модуля

№ 2’2009
PDF версия
Sagem Communications — один из старейших производителей радиоэлектронной аппаратуры на мировом рынке. Во время кризиса компания заняла нишу высококачественной, но в то же время массовой продукции. В мае 2009 года компания приступила к производству беспроводных GSM/GPRS модулей HiloNC. Новые GSM/GPRS модули унаследовали от своего предшественника — Hilo — не только отличные технические характеристики, миниатюрные размеры и надежность, в них впервые были реализованы инженерные идеи, касающиеся ПО и позволяющие расширить функциональность конечного устройства.

История GSM/GPRS модуля

Sagem одним из первых приступил к разработке и производству GSM-аппаратуры, куда входили как пользовательские устройства и GSM/GPRS модули, так и оборудование для базовых станций. В 2002 году был разработан GSM/GPRS модуль МО200. Он получился настолько удачным, что объемы продаж за семь лет составили 12 млн штук (для сравнения, объем российского рынка GSM-модулей за 2008 год — 300 тыс. шт.). Опыт МО200 оказался чрезвычайно полезен при разработке GSM/GPRS модулей следующего поколения: МО200R (для работы в GSM-R диапазоне), MO300E (модули со встроенным МК под управлением ОС Linux c поддержкой технологии EDGE) и Hilo. Модуль Hilo был выпущен в 2008 году, но и сегодня он недосягаем по многим параметрам: температурный диапазон (–40…+85 °С), диапазон питания (3,2–4,5 В), количество встроенных протоколов (PPP, TCP, UDP, SMTP, POP), минимальный ток потребления в ждущем режиме (1,5 мА), миниатюрные размеры (27×27 мм).

Наконец, в мае 2009 года были запущены в массовое производство GSM/GPRS модули HiloNC. От Hilo их отличает, прежде всего, исполнение корпуса — 40-выводной разъем для Hilo (MOLEX 54102-0404, шаг 0,5 мм), 51-выводный SMD-корпус (шаг 1,4 мм) для HiloNC. Это, с одной стороны, дает возможность выполнить монтаж вручную и улучшает виброустойчивость GSM/GPRS модуля, а с другой — усложняет его демонтаж. Уменьшились и габариты GSM/GPRS модуля: размеры модулей HiloNC 24×24×2,5 мм, то есть он наименьший из всех поверхностно монтируемых GSM/GPRS модулей. Функционально Hilo и HiloNC идентичны: набор АТ-команд для них общий.

 

Основные характеристики GSM/GPRS модулей HiloNC

В целом, GSM/GPRS модуль Sagem HiloNC обладает базовой функциональностью для GSM-модема. Однако GSM/GPRS модуль имеет ряд характеристик, которые делают его самым интересным среди аналогичных изделий. Его главные преимущества: широкий температурный диапазон и диапазон питающих напряжений, миниатюрные размеры и вес, низкое энергопотребление, широкий выбор встроенных стеков протоколов для работы в Интернете (табл. 1).

Таблица 1. Краткие технические характеристики HiloNC
Краткие технические характеристики GSM/GPRS модулей HiloNC

Стоит особо отметить, что на данный момент это единственный GSM/GPRS модуль, который действительно соответствует всем нормам стандарта ETSI в диапазоне температур –40…+85 °С. (табл. 2–5).

Таблица 2. Зависимость чувствительности от температуры при работе в частотных диапазонах GSM, EGSM (850, 900 МГц)
Зависимость чувствительности от температуры при работе в частотных диапазонах GSM, EGSM (850, 900 МГц)
Таблица 3. Зависимость чувствительности от температуры при работе в частотных диапазонах DCS, PCS (1800, 1900 МГц)
Зависимость чувствительности от температуры при работе в частотных диапазонах DCS, PCS (1800, 1900 МГц)
Таблица 4. Зависимость характеристик от температуры при работе в частотных диапазонах GSM, EGSM (850, 900 МГц)
Зависимость характеристик от температуры при работе в частотных диапазонах GSM, EGSM (850, 900 МГц)
Таблица 5. Зависимость характеристик от температуры при работе в частотных диапазонах DCS, PCS (1800, 1900 МГц)
Зависимость характеристик от температуры при работе в частотных диапазонах DCS, PCS (1800, 1900 МГц)

Кроме того, на опытной партии были проведены испытания GSM/GPRS модуля в диапазоне температур –50…–40 °С и +85…+150 °С. При работе в диапазоне –50…+125 °С не было замечено никаких аномалий в работе модуля, при +125…+150 °С разрушение его не происходит, однако, возможна потеря данных из Flash. При температуре +150 °С происходит разрушение GSM/GPRS модуля.

 

Отличительные черты

Сейчас идет постоянный процесс усовершенствования GSM/GPRS модуля путем доработки встроенного ПО. Далее будут рассмотрены функции, которым обычно производители практически не уделяют внимания, но, тем не менее, эти функции могут быть полезны, и прежде всего — компаниям, выпускающим навигационное оборудование.

Функция определения наличия антенны

В состав GSM/GPRS модуля входит встроенное программное обеспечение версии 6.0, где впервые была реализована функция Antenna Detection — возможность определения наличия антенны. Схема подключения изображена на рисунке. Посредством АТ-команд можно получить информацию о состоянии антенны:

  • антенна присутствует;
  • антенна замкнута на ноль;
  • антенна замкнута на питание;
  • антенна отсутствует.

Электрическая схема включения дополнительных элементов для использования функции Antenna Detection

Эта функция позволяет отслеживать случайное или преднамеренное замыкание антенны на «землю» или питание. Производителям навигационных систем известны случаи, когда подобные действия приводили к временному или перманентному повреждению GSM/GPRS модуля.

Возможность приблизительного определения местоположения

В новой версии прошивки появилась поддержка функции, позволяющей повысить точность, при определении местоположения GSM/GPRS модуля. C помощью АТ-команды AT+KCELL можно получить следующую информацию:

  • количество обрабатываемых базовых станций (до 7);
  • ARFCN — номер физического канала передачи данных для каждой БС;
  • BSIC — идентификационный код базовой станции;
  • PLMN — идентификатор сети связи общего пользования наземных мобильных объектов, состоит из MNC и MCC, кода страны и кода оператора;
  • LAC — код зоны расположения;
  • CI — идентификатор соты;
  • RSSI — уровень сигнала;
  • TA — время прохождения сигнала.

Этих данных достаточно для приблизительного определения координат. По PLMN можно узнать страну и оператора сотовой связи, где зарегистрирована БС, по CI, используя базы данных (например, Google, Yandex или opencellid.com), узнать координаты вышки. Далее, используя значение RSSI для различных БС, можно определить положение GSM/GPRS модуля в соте. Для более точного определения координат используется параметр TA — Timing Advance — время прохождения сигнала от GSM/GPRS модуля до БС и обратно. ТА доступно только во время голосовых вызовов, принимает значения 0–63 и равно 255 в остальное время. Расстояние от станции до БС вычисляется по следующей формуле:

где С = 3×108м/с — скорость света.

Таким образом, шаг измерения составляет:

Пример вывода команды AT+KCELL GSM/GPRS модуля HiloNC:

 

Область применения

Сочетая широкие функциональные возможности с миниатюрными размерами и простотой применения, GSM/GPRS модуль идеален для любых М2М-приложений, не требующих поддержки протоколов высокоскоростной передачи данных (например, EDGE). Модуль обладает рядом технических преимуществ, делающих его лидером среди устройств этого класса.

Рассмотрим требования, специфичные для определенной сферы применения, и соответствие GSM/GPRS модуля этим требованиям.

Автомобильные трекинговые системы:

  • температурный диапазон;
  • виброустойчивость;
  • возможность использования одного номинала источника питания.

Персональная навигация:

  • температурный диапазон;
  • сверхмалые габариты;
  • низкое энергопотребление;
  • возможность использования одного номинала источника питания.

Охранные системы:

  • возможность использования одного номинала источника питания;
  • температурный диапазон;
  • низкое энергопотребление.

Как видно, в некоторых случаях функциональность HiloNC будет излишней, но для таких сфер применения, как персональная навигация и автомобильный трекер, GSM/GPRS модуль HiloNC — идеальное решение.

 

Заключение

GSM/GPRS модуль HiloNC является логическим продолжением линейки Sagem Hilo. HiloNC обладает базовой функциональностью GSM/GPRS модуля, а также в нем присутствуют функции, которым другие производители не уделяют должного внимания, но они могут быть полезны разработчикам конечных устройств.

Литература
  1. Hilo/HiloNC Antenna Detection application note.
  2. HiLoNC technical specification.
  3. AT Command Set for SAGEM Modules Hilo/HiloNC.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *