Удаленная настройка gsm модема
Сегодня удаленный мониторинг большинства объектов ЖКХ даже в географически локализованных местностях становится решаемой задачей благодаря производителям GSM/GPRS модемов и развитию технологий. Авторы статьи рассказывают о том, как был организован сбор данных с удаленных объектов водоканала одного из подмосковных городов, и приводят структуру созданной системы и технические характеристики использованного оборудования.
20 объектов, разбросанных по территории 17 км2. Большие расстояния делают слишком дорогой прокладку кабельной сети, сложный рельеф местности не позволяет добиться прямой радиовидимости между объектами.
Недостатки режима передачи данных по голосовому каналу (CSD) кроме стоимости времени соединения вообще, еще и в неэффективности использования этого дорогого времени. Опрашивающий сервер должен заставлять модем набирать номер, а удаленный модем должен сначала «поднять трубку», потом установить соединение и ответить. В этой задаче объекты с небольшим количеством сигналов, поэтому при их опросе на эти операции (набрать номер – поднять трубку – опустить трубку) требуется больше времени, чем на саму передачу данных.
Недостатки режима GPRS в негарантированном времени доставки пакетов и разрывах между ними, периодической загруженности сети.
Контроллер с архивированием полученных от датчиков данных, надежный проверенный GPRS-модем, OPC-сервер, который поддерживает GPRS-канал передачи данных и способен принимать архивные данные и Master SCADA, которая все это будет обрабатывать и отображать.
Структура системы
На удаленном объекте стоит шкаф с GPRS-модемом, программируемым логическим контроллером и модулями ввода данных. ПЛК через модули опрашивает датчики расхода, давления, уровня воды, тока двигателей насосов, обрабатывает их – переводит в реальные физические единицы, учитывая признаки качества переменных, и архивирует. Если качество переменной не «GOOD», а отказа модулей контроллера нет, значит, что-то случилось с датчиком – эта информация передается на верхний уровень, в сервер сбора данных в здании Водоканала.
На дверях павильонов удаленных скважин установлены концевые выключатели, и в случае проникновения в павильон дискретный сигнал попадает в ПЛК и запускает программу RS-триггера. Факт открытия дверей запоминается и не пропадет при их закрытии. Исключается и возможность непопадания этого сигнала в периодическую посылку данных при быстром открытии и закрытии дверей. Эта информация обязательно будет выведена на экран со звуковым сопровождением. Сигнал будет оставаться активным до тех пор, пока диспетчер не выяснит причину проникновения в павильон и не сбросит его. Эта функция системы позволяет контролировать целостность даже самых удаленных объектов водоканала.
В наших проектах оборудование MOXA показало себя лучше других, да и сервисные возможности у него, как правило, гораздо шире, чем у аналогов. Исторически так сложилось – удачный опыт взаимоотношений. Но подходит ли это оборудование для данного случая? В первую очередь нам нужна возможность организации виртуального COM-порта, не требующего выделения фиксированных IP-адресов при регистрации в GPRS. Но есть еще и много других характеристик (табл. 1), которые хотелось бы прокомментировать.
Как показала эксплуатация, имеющееся в модеме ПО компенсирует почти все ситуации, связанные с недостатками GPRS-канала передачи данных.
У всех рассмотренных конкурентов не было такого исчерпывающего набора характеристик и сервисных возможностей. Не перечисляя альтернативные варианты, заметим, что есть сферы, где их применение благодаря несколько более низкой стоимости обоснованно.
Про операторов
Стендовые испытания в Москве показали примерно одинаковые результаты и для МТС, и для Мегафона, а на месте уровень сигнала оказался слишком низким и непостоянным. С антенной 3 dB он в течение 15 минут падал от 18 до 7 RSSI (при максимуме 30 RSSI). Усилить! Но что и как? Вариантов решения проблемы несколько, один из них: пригласить специализированную организацию, они приезжают на место с набором разнообразных антенн, по дороге высматривая ближайшие GSM вышки, методом проб подбирают нужную антенну и прикручивают ее на место. С помощью техподдержки Мегафона мы нашли обоснования выбора антенны (частоты), направления и высоты установки.
Использование направленной антенны AL-1800-13 позволило поднять уровень сигнала на треть, теперь он составляет от 24 до 15 RSSI. В период опытной эксплуатации системы были проведены длительные испытания качества GPRS передачи данных двух GSM-провайдеров (Мегафон и МТС). При одинаковом уровне сигнала качество передачи данных у Мегафона лучше. Вероятно, у них настройки базовой станции лояльнее к GPRS.
Собранная статистика показала, что при работе с SIM-картами Мегафона перерывы связи составили не более двух раз в сутки. При работе с МТС за сутки перерывы связи случались до 15 раз.
Про программы и настройки
Как мы уже подробно обсудили, для опроса контроллеров используются GSM/GPRS/EDGE модемы OnCell G3150 (MOXA, Тайвань) в режиме Reverse Real COM, обеспечивающем наличие виртуальных последовательных портов на сервере сбора данных. Модемы регистрируются в сети GPRS с динамическим IP. В системе имеется только один статический IP: на роутере, который является точкой доступа к сети интернет-провайдера. На роутере настроено перенаправление портов, используемых модемами, на сервер сбора данных, находящийся в локальной сети, на котором установлено следующее ПО:
OPC-сервер для связи с исполнительной системой контроллеров MasterPLC по каналу GSM (M-PLC OPC-Server, ИнСАТ). Вертикально-интегрированная SCADA-система (MasterSCADA, ИнСАТ).
OPC-сервер сначала инициализирует параметры контроллера, а затем они опрашиваются с заданным интервалом. OPC-сервер отвечает за качество данных, принимает и склеивает пакеты, полученные от GPRS-модема.
На рис. 3–4 показан OPC-сервер в рабочем режиме. Слева группы параметров – виртуальные COM-порты компьютера (удаленные GPRS-модемы). Справа параметры конкретного контроллера, который соединен с удаленным GPRS-модемом.
OPC-сервер опрашивает и архивы контроллера (рис. 4), значит, ПЛК может опрашивать датчики более часто, чем OPC-сервер опрашивает его. При обрывах связи (что нередко случается в сетях GPRS) OPC-сервер примет архивные данные за тот промежуток времени, когда связи не было. OPC-сервер позволяет настроить периодичность опроса контроллера, межсимвольный таймаут (время между символами в пакете, по истечении которого пакет считается законченным), количество повторов при сбое связи, паузу после сбоя. Настройки периода опроса выбираются исходя из пожеланий заказчика и из возможностей модема передать данные за это время. Межсимвольный таймаут был выбран в ходе тестирования модемов как наиболее оптимальный для правильной обработки пакетов данных.
Потоки архивных данных тоже настраиваются: такты, количество архивных записей, период запроса архивных данных. Можно вытаскивать из контроллера только данные за последние несколько часов, а не все имеющиеся после обрыва связи. Таким образом, специализированный OPC-сервер в данной системе – ключевое звено, с его помощью удалось, если не решить все проблемы со связью, то вплотную к этому приблизиться.
Данные из OPC-сервера попадают в MasterSCADA, где подвергаются дополнительной обработке, оценке признаков качества, архивированию в СУБД, выводу на экран в виде мнемосхем, трендов, отчетов. Дополнительная обработка – это перевод уровней воды в резервуарах в объем, скорости потока в расход, установка различных фильтров на быстроизменяющиеся переменные для усреднения показаний при выводе на тренды (графики) и другие необходимые вычисления.
Общая: сколько скважин в работе, сколько выключено, есть ли аварии. И основные параметры водоснабжения: сколько воды подняли, какой запас в резервуарах, сколько отдали в сеть, держится ли давление.
Подробные мнемосхемы каждого объекта: какое давление на выходе в город и сколько воды в резервуарах, текущий расход и токи насосов. Какие насосы включены, какие в резерве.
На все мнемосхемы выведена информация о наличии связи с объектами и последнем обновлении данных (вычисляется по метке времени последней полученной переменной с хорошим качеством OPC).
При щелчке мышью на изображении объекта открывается тренд, показывающий изменения параметра за все время архивирования, которое для данной системы составляет 3 месяца. Анализируя графики, специалисты водоканала могут эффективнее использовать имеющиеся ресурсы, уменьшить энергозатраты, выявить неисправность оборудования, например насосов, если при возросшем токе двигателя он выдает такое же или меньшее количество воды. Заметить аварию трубопровода от удаленной скважины к резервуарам по несоответствию выкачанной и доставленной в резервуар воды.
Наглядное представление суточных колебаний подачи воды позволяет обоснованно управлять графиком включения/отключения насосов артезианских скважин.
С развитием информационных технологий в условиях постоянно возрастающего товарооборота все чаще становится актуальной задача удаленного доступа к автоматизированной системе управления технологическим процессом (АСУ ТП), а точнее к его сердцу – программируемому логическому контроллеру (ПЛК). Такой доступ позволяет осуществлять удаленный мониторинг данных, корректировку рабочей программы ПЛК, изменение настроек СУ и адаптацию существующей SCADA-системы, не выезжая на объект внедрения АСУ ТП.
Данное руководство содержит конкретный пример организации удаленного доступа к ПЛК, графической панели и преобразователю частоты посредством широко распространенных сетей мобильной связи стандарта GSM.
Настройка оборудования:
Программное обеспечение
Служба Данных = TCP мост (сервер / клиент) для стыковки Диспетчерского ПО (клиент / сервер) – с устройствами, подключенными к Модемам PROMODEM (клиент / сервер).
Сервисное ПО = удаленная и локальная настройка / прошивка: Модемов и Службы Данных, мониторинг и статистика подключений. Актуальный файл прошивки модема размещен в папке /firmware программы GSMConfig.
STMicroelectronics Virtual COM Port драйвер ОС Windows для подключения Модема к USB порту компьютера. После установки укажите путь к распакованному драйверу в Диспетчере Устройств Windows.
Состав оборудования:
- Персональный компьютер или ноутбук с предустановленным программным обеспечением CX-One и выделенным IP-адресом
- Программируемый логический контроллер серии CP1L-E
- Графическая панель NB
- Преобразователь частоты 3G3MX-2
- GSM-Роутер с SIM-картой и минимальным траффиком
Настройки графической панели.
Помним, что у панели NB поумолчанию открыто всего два порта – сервисный 21845 и 80 для web доступа. Порт 21845 возможно изменить в режиме настройки
системы (для этого надо перевести в положение «ON» DIP-переключатели SW1 и SW2 с тыльной стороны). Все остальные порты для связи с переферийными устройствами настраиваются во вкладке “Настройка сетевого устройства”.
Схема сети:
Настройки контроллера.
Принцип организации связи:
Идея состоит в следующем – есть серверная машина с выделенным IP адресом. С неё через CX-Programmer, NB-Designer, CX-Drive осуществляется доступ до оборудования на удалённом объекте. На удалённом объекте установлен роутер, который выходит в сеть интернет через SIM-карту местного сотового оператора. Связь между рабочей машиной и объектом идёт по туннельному протоколу типа VPN.
Как подключаться к оборудованию:
После всех настроек включаем роутер и наш VPN сервер. После установки соединения можно подключиться ко всем устройствам в сети:
Для подключения к ПЛК указываем VPN-адрес шлюза и порт, жмем ОК и подключаемся.
Часть стандартных портов, используемых контроллерами Омрон, может быть закрыта на стороне провайдера, а может быть использована исключительно для внутренней диагностики. Поэтому назначается свободный порт, например 2117.
К панели NB подключаемся аналогичным образом, указывая VPN-адрес роутера(шлюза) и порт.
Нужно помнить, что панель NB передаёт проект в несжатом виде и по GSM каналу скорость upload’а очень медленная. Возможно “зависание” панели при обрыве связи. Следует предусмотреть возможность перезагрузки оборудования по SMS-команде.
Для доступа к панели NB по Web, следует провести соответствующие настройки в проекте терминала (воспользуйтесь документом Настройка Веб-интерфейс в программируемых терминалах NB-серии), после чего к ней можно будет подключиться из любого браузера, набрав в адресном поле: 192.168.1.2:21844. Запрос будет перенаправлен на 80-й порт панели в соответствии с правилами, настроенными для перенаправления портов.
Подключение к преобразователю частоты 3G3MX2 осуществляется из CX-Drive, через контроллер по Modbus RTU (нажмите на скриншот для увеличения).
В статье подробно раскрыты расширенные функциональные возможности GSM-модемов производства компании «Телеофис», показано, что этими устройствами можно управлять удаленно, а также можно запрограммировать их под задачи сбора, обработки и передачи информации через GPRS.
GSM-модемы давно стали привычным элементом систем автоматизации и телеметрии. Но пока еще не все интеграторы и пользователи знают, что современные GSM-модемы уже превысили стандартный и знакомый функционал. Рассмотрим новые полезные функции на примере модемов марки TELEOFIS.
Одна из основных трудностей, которые возникают при обслуживании систем, включающих в себя GSM-модемы, связана с удаленным администрированием. Например, невозможно удаленно перезагрузить модем, настроить скорость порта и проч. Модемы TELEOFIS* (на базе GSM-модулей TELIT GL868‑DUAL, начало выпуска – сентябрь 2011 года) имеют два режима удаленного администрирования – посредством TCP-соединения либо SMS.
Другой часто возникающей проблемой является сложность программирования GSM-модема под задачи сбора, обработки и передачи информации через GPRS. Модемы TELEOFIS имеют встроенный интерпретатор языка Python, что позволяет реализовывать решение задач пользователя непосредственно в GSM-модуле.
Для передачи данных по TCP через GPRS скрипт на языке Python использует встроенный в GSM-модуль TCP/IP-стек, предназначенный для обеспечения простой процедуры управления TCP-соединениями и передачей данных. Управление TCP-стеком осуществляется расширенным набором AT-команд, включающим в себя команды настройки, управления соединениями и др.
Кроме обычного режима работы с AT-командами через COM-порт, GSM-модемы TELEOFIS имеют возможность удаленного управления через TCP-соединение в режиме TCPATRUN. При этом логический интерфейс обработки AT-команд подключается напрямую к TCP-соединению.
TCP-соединение с GSM-модемом устанавливается через GPRS и может работать в двух режимах: «Сервер» либо «Клиент». В режиме «Сервер» модем подключается к GPRS и ожидает входящего соединения. В режиме «Клиент» модем сам устанавливает TCP-соединение с заданным IP-адресом.
Для работы с входящими соединениями необходимо подключить к SIM-карте статический IP-адрес, после чего можно будет установить соединение с модемом, например с помощью программы Telnet. В режиме «Сервер» можно использовать авторизацию входящего соединения по логину и паролю.
Рассмотрим процедуру работы с TCPATRUN. Прежде всего необходимо установить соединение GPRS. Для этого контекст PDP должен быть активирован:
где параметры – <номер контекста PDP>, , . Данный режим позволит модему автоматически соединяться с GPRS после включения или перезагрузки.номер>
В установленном TCP-соединении вы осуществляете работу с модемом через AT-команды, как при подключении через последовательный порт.
Таким образом, режим TCPATRUN позволяет удаленное управление, контроль и изменение настроек GSM-модема, что является очень полезной функцией для администратора модема.
Режим TCPATRUN позволяет осуществлять прямое соединение с COM-портом в прозрачном режиме. Применение доступа к COM-порту по TCP может быть удобно при удаленном администрировании оборудования с портами RS‑232 или RS‑485. При этом данные, отправленные в COM-порт, будут переданы через TCP удаленному хосту и таким же образом в обратном направлении. Для выхода обратно в командный режим используется сочетание «+++».
где параметры – <добавить/удалить/вывести на экран>, , , . Строка, содержащая номер телефона, должна состоять из цифр и может иметь знак «+» в начале и/или знак «*» в конце. Пароль должен содержать 16 символов. Строка в любом случае должна быть заключена в кавычки.добавить>
Применяя режим SMSATRUN, вы всегда будете иметь доступ к настройкам GSM-модема и сможете управлять модемом удаленно.
MDM, MDM2 – два логических интерфейса между скриптом и обработчиками АТ-команд; SER, SER2 – доступ к физическим последовательным портам ASC0 и ASC1 соответственно; GPIO – управление линиями ввода/вывода;
MOD – служебные функции; IIC, SPI – реализация интерфейсов IIC и SPI на свободных линиях ввода/вывода
GSM-модемы TELEOFIS способны реализовать логику управления без использования внешнего микроконтроллера, путем загрузки пользовательских скриптов на языке высокого уровня Python. Пользовательские скрипты являются текстовыми файлами, которые хранятся в энергонезависимой памяти модема. Память представляет собой файловую систему, которая позволяет записывать и считывать файлы с разными именами на единственном уровне (директории не поддерживаются).
Технически пользовательский скрипт выполняется в виде задачи встроенной операционной системы, которая имеет самый низкий приоритет, чтобы не оказывать влияния на основные функции GSM/GPRS. Пользовательские Python-скрипты могут взаимодействовать с функциями GSM-модема посредством специальных встроенных интерфейсов, описание которых представлено на схеме.
- организация прозрачного канала связи с устройствами, имеющими последовательные интерфейсы (RS‑232, RS‑485), через сеть Интернет или CSD-соединение;
Управление приложением через Интернет, посредством GPRS-модема, позволяет получить доступ к нему в любой точке земного шара по стоимости GPRS-соединения. Стоимость эта рассчитывается исходя из объема переданных данных, а не времени соединения, что позволяет приложению оставаться на связи постоянно и всегда быть готовым к приему и передаче данных.
Однако у технологии GPRS есть и недостаток. Поскольку передача данных осуществляется через сеть Интернет, устройству необходимо иметь собственную реализацию стека протоколов TCP/IP.
GSM-модемы TELEOFIS имеют встроенный TCP/IP-стек, который позволяет пользователям устанавливать соединение с интернет-узлом для обмена данными. Эту функцию можно сравнить с «виртуальным» последовательным соединением между ПО приложения и интернет-узлом. Интересной особенностью является возможность одновременного подключения нескольких соединений, что позволяет пользователю иметь два различных IP-адреса и до шести активных соединений. Каждое соединение может быть связано со своим IP-адресом.
GSM-модемы TELEOFIS имеют встроенную поддержку мультиплексирования последовательного порта. Это позволяет разделить задачи пользователя по трем разным каналам обработки АТ-команд, а также получить один дополнительный порт для получения отладочной информации, и всё это на основе одного физического последовательного порта. Например, можно вести передачу данных или голосовой вызов в одном канале и одновременно работать с АТ-командами по другим каналам (работать с SMS, проводить мониторинг уровня сигнала сети и др.) без применения второго канала RS‑232.
Обычно закрытие соединения CSD происходит в два этапа: сначала GSM-модуль переводится из режима передачи данных в командный режим, а затем посылается АТ-команда «повесить трубку» (ATH). Перевод модуля из режима данных в командный режим осуществляется специальной последовательностью <1,5 секунды пауза>+++<1,5 секунды пауза>. Таким образом, на закрытие соединения уходит примерно 3 с. В случае применения мультиплексного протокола нет необходимости переходить в командный режим, чтобы послать АТH-команду, поскольку ее можно послать по второму виртуальному каналу и завершить соединение практически мгновенно.1,5>
Основная причина зависания GSM-модемов – это переподключение между базовыми станциями. Даже если модем установить на неподвижном объекте, он будет периодически менять базовые станции. Дело в том, что модем подключается к конкретной соте не только из-за уровня сигнала, но и из-за ее загруженности в конкретный момент времени. Эта и некоторые другие причины могут привести к зависанию GSM-модема.
Практически во всех сферах применения от GSM-модемов требуется стабильная и надежная работа, при этом модем должен быть доступен в любой момент времени. Для обеспечения надежной работы модема рекомендуется применять режим периодической перезагрузки GSM-модуля.
В модемах TELEOFIS периодическая перезагрузка производится с помощью встроенного в GSM-модуль таймера перезагрузки. Контроллер таймера перезагрузки независим от RF-части GSM-модуля, поэтому в случае зависания последнего контроллер остается работоспособным и перезагружает модем.
Периодическая перезагрузка модема не только уменьшает вероятность зависания GSM-модема, но и позволяет вернуть работоспособность в случае возникновения нештатной ситуации.
В статье мы постарались познакомить читателей с новыми современными функциями GSM-модемов TELEOFIS, которые действительно нужны и дают интеграторам и пользователям дополнительные возможности в работе с оборудованием.
В статье подробно раскрыты расширенные функциональные возможности GSM-модемов производства компании «Телеофис», показано, что этими устройствами можно управлять удаленно, а также можно запрограммировать их под задачи сбора, обработки и передачи информации через GPRS.
GSM-модемы давно стали привычным элементом систем автоматизации и телеметрии. Но пока еще не все интеграторы и пользователи знают, что современные GSM-модемы уже превысили стандартный и знакомый функционал. Рассмотрим новые полезные функции на примере модемов марки TELEOFIS.
Одна из основных трудностей, которые возникают при обслуживании систем, включающих в себя GSM-модемы, связана с удаленным администрированием. Например, невозможно удаленно перезагрузить модем, настроить скорость порта и проч. Модемы TELEOFIS* (на базе GSM-модулей TELIT GL868‑DUAL, начало выпуска – сентябрь 2011 года) имеют два режима удаленного администрирования – посредством TCP-соединения либо SMS.
Другой часто возникающей проблемой является сложность программирования GSM-модема под задачи сбора, обработки и передачи информации через GPRS. Модемы TELEOFIS имеют встроенный интерпретатор языка Python, что позволяет реализовывать решение задач пользователя непосредственно в GSM-модуле.
Для передачи данных по TCP через GPRS скрипт на языке Python использует встроенный в GSM-модуль TCP/IP-стек, предназначенный для обеспечения простой процедуры управления TCP-соединениями и передачей данных. Управление TCP-стеком осуществляется расширенным набором AT-команд, включающим в себя команды настройки, управления соединениями и др.
Кроме обычного режима работы с AT-командами через COM-порт, GSM-модемы TELEOFIS имеют возможность удаленного управления через TCP-соединение в режиме TCPATRUN. При этом логический интерфейс обработки AT-команд подключается напрямую к TCP-соединению.
TCP-соединение с GSM-модемом устанавливается через GPRS и может работать в двух режимах: «Сервер» либо «Клиент». В режиме «Сервер» модем подключается к GPRS и ожидает входящего соединения. В режиме «Клиент» модем сам устанавливает TCP-соединение с заданным IP-адресом.
Для работы с входящими соединениями необходимо подключить к SIM-карте статический IP-адрес, после чего можно будет установить соединение с модемом, например с помощью программы Telnet. В режиме «Сервер» можно использовать авторизацию входящего соединения по логину и паролю.
Рассмотрим процедуру работы с TCPATRUN. Прежде всего необходимо установить соединение GPRS. Для этого контекст PDP должен быть активирован:
где параметры – <номер контекста PDP>, , . Данный режим позволит модему автоматически соединяться с GPRS после включения или перезагрузки.номер>
В установленном TCP-соединении вы осуществляете работу с модемом через AT-команды, как при подключении через последовательный порт.
Таким образом, режим TCPATRUN позволяет удаленное управление, контроль и изменение настроек GSM-модема, что является очень полезной функцией для администратора модема.
Режим TCPATRUN позволяет осуществлять прямое соединение с COM-портом в прозрачном режиме. Применение доступа к COM-порту по TCP может быть удобно при удаленном администрировании оборудования с портами RS‑232 или RS‑485. При этом данные, отправленные в COM-порт, будут переданы через TCP удаленному хосту и таким же образом в обратном направлении. Для выхода обратно в командный режим используется сочетание «+++».
где параметры – <добавить/удалить/вывести на экран>, , , . Строка, содержащая номер телефона, должна состоять из цифр и может иметь знак «+» в начале и/или знак «*» в конце. Пароль должен содержать 16 символов. Строка в любом случае должна быть заключена в кавычки.добавить>
Применяя режим SMSATRUN, вы всегда будете иметь доступ к настройкам GSM-модема и сможете управлять модемом удаленно.
MDM, MDM2 – два логических интерфейса между скриптом и обработчиками АТ-команд; SER, SER2 – доступ к физическим последовательным портам ASC0 и ASC1 соответственно; GPIO – управление линиями ввода/вывода;
MOD – служебные функции; IIC, SPI – реализация интерфейсов IIC и SPI на свободных линиях ввода/вывода
GSM-модемы TELEOFIS способны реализовать логику управления без использования внешнего микроконтроллера, путем загрузки пользовательских скриптов на языке высокого уровня Python. Пользовательские скрипты являются текстовыми файлами, которые хранятся в энергонезависимой памяти модема. Память представляет собой файловую систему, которая позволяет записывать и считывать файлы с разными именами на единственном уровне (директории не поддерживаются).
Технически пользовательский скрипт выполняется в виде задачи встроенной операционной системы, которая имеет самый низкий приоритет, чтобы не оказывать влияния на основные функции GSM/GPRS. Пользовательские Python-скрипты могут взаимодействовать с функциями GSM-модема посредством специальных встроенных интерфейсов, описание которых представлено на схеме.
- организация прозрачного канала связи с устройствами, имеющими последовательные интерфейсы (RS‑232, RS‑485), через сеть Интернет или CSD-соединение;
Управление приложением через Интернет, посредством GPRS-модема, позволяет получить доступ к нему в любой точке земного шара по стоимости GPRS-соединения. Стоимость эта рассчитывается исходя из объема переданных данных, а не времени соединения, что позволяет приложению оставаться на связи постоянно и всегда быть готовым к приему и передаче данных.
Однако у технологии GPRS есть и недостаток. Поскольку передача данных осуществляется через сеть Интернет, устройству необходимо иметь собственную реализацию стека протоколов TCP/IP.
GSM-модемы TELEOFIS имеют встроенный TCP/IP-стек, который позволяет пользователям устанавливать соединение с интернет-узлом для обмена данными. Эту функцию можно сравнить с «виртуальным» последовательным соединением между ПО приложения и интернет-узлом. Интересной особенностью является возможность одновременного подключения нескольких соединений, что позволяет пользователю иметь два различных IP-адреса и до шести активных соединений. Каждое соединение может быть связано со своим IP-адресом.
GSM-модемы TELEOFIS имеют встроенную поддержку мультиплексирования последовательного порта. Это позволяет разделить задачи пользователя по трем разным каналам обработки АТ-команд, а также получить один дополнительный порт для получения отладочной информации, и всё это на основе одного физического последовательного порта. Например, можно вести передачу данных или голосовой вызов в одном канале и одновременно работать с АТ-командами по другим каналам (работать с SMS, проводить мониторинг уровня сигнала сети и др.) без применения второго канала RS‑232.
Обычно закрытие соединения CSD происходит в два этапа: сначала GSM-модуль переводится из режима передачи данных в командный режим, а затем посылается АТ-команда «повесить трубку» (ATH). Перевод модуля из режима данных в командный режим осуществляется специальной последовательностью <1,5 секунды пауза>+++<1,5 секунды пауза>. Таким образом, на закрытие соединения уходит примерно 3 с. В случае применения мультиплексного протокола нет необходимости переходить в командный режим, чтобы послать АТH-команду, поскольку ее можно послать по второму виртуальному каналу и завершить соединение практически мгновенно.1,5>
Основная причина зависания GSM-модемов – это переподключение между базовыми станциями. Даже если модем установить на неподвижном объекте, он будет периодически менять базовые станции. Дело в том, что модем подключается к конкретной соте не только из-за уровня сигнала, но и из-за ее загруженности в конкретный момент времени. Эта и некоторые другие причины могут привести к зависанию GSM-модема.
Практически во всех сферах применения от GSM-модемов требуется стабильная и надежная работа, при этом модем должен быть доступен в любой момент времени. Для обеспечения надежной работы модема рекомендуется применять режим периодической перезагрузки GSM-модуля.
В модемах TELEOFIS периодическая перезагрузка производится с помощью встроенного в GSM-модуль таймера перезагрузки. Контроллер таймера перезагрузки независим от RF-части GSM-модуля, поэтому в случае зависания последнего контроллер остается работоспособным и перезагружает модем.
Периодическая перезагрузка модема не только уменьшает вероятность зависания GSM-модема, но и позволяет вернуть работоспособность в случае возникновения нештатной ситуации.
В статье мы постарались познакомить читателей с новыми современными функциями GSM-модемов TELEOFIS, которые действительно нужны и дают интеграторам и пользователям дополнительные возможности в работе с оборудованием.
Руководство по эксплуатации. Описание настройки модема в режимах "клиент" (обычная сим-карта) и "сервер" (сим-карта со статическим IP).
Краткое описание настройки модемов PROMODEM GSM и 3G для режима "Модем = Сервер. Без Службы Данных (прозрачный канал)" (на примере модема с ИБП). Для этого режима: установка Службы Данных PROMODEM GSMService не требуется, изучение полного руководства по эксплуатации "РЭ PROMODEM GSM" не требуется, видеоинструкция не актуальна. Режим работы Модем = Сервер. Без Службы Данных (прозрачный канал)" требует SIM-карты со статическим IP-адресом и рекомендуется для работы с программным комплексом "АДКУ-2000+" в нефтегазодобывающих проектах. В режимах "Без Службы Данных (прозрачный канал)" не поддерживается 2-ой интерфейс (RS-232) в 2-интерфейсных модемах GSM-485-232. В модемах GSM-485/232 поддерживается подключение оборудования к любому интерфейсу, но настройка скорости и формата для них одинакова.
Настройка VPN-клиента
После организац ЛВС, следует настроить VPN-клиент на роутере.
Где 194.216.94.138 – статический адрес VPN-сервера, к которому роутер будет подключаться через интернет по GSM-каналу.
Логин-пароль назначается на сервере.
Local IP – адрес роутера в сети впн.
Remote Ip –адрес сервера в сети впн.
Обязательно включить шифрование MPPE.
Настройка VPN-сервера
В данном примере рассматривается простейший вариант настройки VPN-сервера на ОС Windows 7.
Следует понимать, что для стабильной работы с полным доступом к технологии туннелирования требуется поднимать сервер на линуксе или серверной версии Windows.
Заходим в >Панель управления>Сеть и Интернет>Сетевые подключения
Жмём кнопку ALT
Файл > Новое входящее подключение.
Создаём пользователя, которому будет позволено подключиться и задаём ему пароль.
Ставим галку на следующем окне
Разрешаем доступ по TCP/IP v4
В свойствах TCP/IP указываем поле адресов для VPN сети
Чаво / FAQ
Если в Диспетчерском Центре есть возможность подключить у Интернет-провайдера услугу «публичного статического IP адреса», видимого из сети Интернет, то в Модемах достаточно установить обычную SIM карту с динамическим локальным IP адресом.
При выборе тарифа для SIM карты обратите внимание на специализированные тарифы для телемеханики и телеметрии, отличающиеся в том числе низким порогом округления мобильного Интернет-трафика при завершении сессии.
Автоматическое переключение на 2-ую SIM-карту резервного GSM оператора – осуществляется при невозможности зарегистрироваться в сети GSM или GPRS основного: закончились деньги, ухудшилась радиообстановка, оператор не выдает IP адрес.
При восстановлении основного GSM оператора – Модем переключается обратно на него.
Модем автоматически устанавливает соединение с резервным публичным статическим IP адресом Диспетчерского центра – при невозможности установить соединение с основным. Возможные причины: проблемы у основного Интернет-провайдера, закончились деньги на счете.
При восстановлении работоспособности основного Интернет-провайдера – Модем возвращается на него.
Для автоматического восстановления постоянного канала связи и защиты Модема от зависания.
Чувствительность сторожевых таймеров определяется выбранным при настройке Типом Канала Связи.
Для каждого Диспетчерского ПО устанавливается своя Служба Данных: основная и дополнительная соответственно – для обеспечения online доступа к каждому Устройству по выделенному для него TCP или виртуальному COM порту.
Пример: считывание показаний с одних и тех же счетчиков электроэнергии – как «Организацией по техническому учету (АСТУЭ)», так и «Организацией по коммерческому учету (АСКУЭ)» энергоресурсов.
При этом Диспетчерские программы опроса могут находится в географически разнесенных Диспетчерских Центрах.
Необязательно. Настройте Модемы и Службу Данных на работу в Канале связи «GPRS Временный: Call Back. Модем = Клиент».
Модемы (клиенты) будут автоматически устанавливать временное соединение со Службой Данных (сервер) – по звонку со Шлюза из Диспетчерского Центра (Модем сбросит трубку).
Шлюз сам позвонит на Модем – при появлении запроса от Диспетчерского ПО на то Устройство, к которому подключен этот Модем.
Через тайм-аут на отсутствие данных, Модем разорвет временный канал связи - до следующего звонка со Шлюза.
Замечательно. Настройте Модемы и Службу Данных на работу в Канале связи «GPRS Постоянный.или Временный. Модем = Сервер».
В Диспетчерском Центре должен быть доступ в сеть Интернет, а в Модемах - SIM карты с глобальными статическими IP-адресами (видимыми из сети Интернет).
Также в Модемах допускаются SIM карты с локальными статическими IP-адресами. В этом случае надо заказать у Оператора GSM услугу VPN туннеля между вашим предприятием и пулом выделенных локальных IP-адресов SIM карт.
Да. Служба Данных PROMODEM GSMService является TCP мостом (служба Windows, сервер или клиент) для стыковки
– Диспетчерского ПО (клиент или сервер)
– с Устройствами, подключенными к Модемам (клиенты или сервера)
Настройки роутера.
Первым делом организуется ЛВС (локальная вычислительная сеть) на роутере и оборудовании.
Далее на роутере организуется “проброс” портов
Читается следующим образом:
Все входящие соединения с IP 192.168.1.1 на порт 21845 перенаправляются на тот же самый порт на адрес 192.168.0.20.
Возможен и иновй вариант – с 21844 на 80 порт панели, на который завязан WEB сервер.
Настройки маршрутизации для контроллера.
Читайте также: