Применение беспроводных технологий от SonyEricsson

Введение

В сегодняшнем мире нас окружает большое количество оборудования — это оснащение жилых домов, офисная техника, всевозможные системы охраны и безопасности, промышленное и оборудование: датчики, системы доступа и идентификации, всевозможные измерительные контрольные системы, исполнительные механизмы и многое другое. Многие из них требуют постоянного наблюдения, контроля, модификации 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-технологией, которая имеет множество синонимов у российских инженеров: machine-to-machine, mobile-to-machine или machine-tomobile.

Беспроводные M2M

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

Применение M2M

Системы доступа

Дают возможность определенной группе людей с помощью своего сотового телефона получать доступ 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 и снимать с охраны такие помещения, управлять параметрами срабатывания сигнализации.

Системы безопасности

Беспроводные системы безопасности (пожарная, аварийная, персональная и т.д.) позволяют 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.

В них M2M подсистемы могут дистанционно контролировать состояние, осуществлять контроль работоспособности, дистанционную охрану, сбор информации о наличии «запасов» и их количестве, а также вести статистику. К таким применениям можно также отнести телефонные аппараты, установленные вдоль автомобильных трасс, парковочные автоматы, управление уличными табло.

Лифты, эскалаторы и т. д.

Здесь M2M служат для дистанционного контроля работоспособности, передачи 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 и передаваемая) делится на небольшие пакеты данных и затем передается одновременно по нескольким каналам связи. Благодаря этому максимально возможная скорость доступа с помощью технологии GPRS достигает 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 — универсальные GSM модули (GR47, GM47);
• 2-й класс — специализированные GSM терминалы (GM29, GT47);
• 3-й класс — модули PCMCIA GSM;
• 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(рис. 1) и терминалов GT47 (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 приемной части: –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 50×33×7,2 мм;
• диапазон рабочих температур по полной спецификации –30…+75 °С,по сокращенной спецификации: –40…+85 °С (без аналогов);
• температура хранения: –40…+85 °С;
• вес: 18,5 г.

Модуль оборудован антенным разъемом MMCX и 60-контактным разъемом с определенным набором функций данного класса. GSM модули GM47 и 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 МГц, а GM48 в стандарте 850/1900 МГц. Обеспечивая легкий доступ к Интернет-соединениям, эти два продукта интегрируются в информационные системы достаточно просто. Они предназначаются к использованию в М2М приложениях, где необходимо управление голосом и/или отправка/получение данных через GPRS, CSD, HSCSD и SMS.

Перечислим их основные возможности:

• Возможность взаимодействия с GPS;
• Асинхронная прямая передача данных (CSD) cо скоростью 9,6/14,4 кбит/с;
• Режим оцифровывания звука;
• Диапазоны частот (800/1900 МГц или 850/1900 МГц);
• Асинхронная передача данных HSCSD (2+1);
• Готовое устройство для работы с Интернетом;
• Поддерживает текстовый и PDU формат;
• Отчет о статусе MO/MT/CB/SMS;
• Возможность одновременной передачи и получения голосовых данных FR/EFR;
• Поддержка TCP/IP стека;
• Управление при помощи AT–команд;
• GPRS Class 8 (4+1).

Основной отличительной особенностью модулей GR47 и GM47 является фирменное программное обеспечение. Следует отметить, что модули позволяют загружать во внутреннюю Flash-память до двух скрипов общим объемом 44 кбайта, написанных с помощью программного обеспечения М2М-Power, поставляемого компанией SonyEricsson. При использовании внутренних скриптов модуль начинает функционировать без внешнего источника АТ-команд. Следовательно, модуль может работать автономно, без внешнего микроконтроллера, что может играть решающую роль в ряде приложений. При этом все внешние порты ввода/вывода (UART, I2C) 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: 77×67×26 мм;
• рабочая температура: –30…+75 °С;
• температура хранения: –40…+85 °С;
• 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.

Основные параметры модуля GR64 (рис. 3):

• радиочастотные параметры и габаритные размеры совместимые полностью с модемом GR47;
• диапазон рабочих температур по полной спецификации –30… +75 °С, по сокращенной спецификации –40…+85 °С (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:
  • в модуль встроен держатель Sim-карты;
  • поддержка двух Sim-карт с переключением;
  • поддержка Sim-карт с пониженным питанием 1,8/3 В;
  • наличие выхода для подключения клавиатурной матрицы 4×4;
  • GPRS Class 10;
  • усовершенствованные IP-протоколы, встроенный FTP-клиент;
  • расширен интерфейс ввода вывода;
  • имеется 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. 4) за исключением уменьшенных габаритных размеров (37×30×3,2 мм) и стыковочных разъемов. Модем разработан для приложений, в которых используется автономное питание от батареи. Это такие приложения, как PDA, переносные POS-терминалы, миниатюрные системы мониторинга. Вес модема GS64 — 5 гр.

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

• Технология EDGE Class 10 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.