Главная страница / Технологии

Технологии

В современных производственно-технологических системах широко используется межмашинный обмен данными. В случае территориально распределённых систем передача данных по радиоканалу имеет очевидное преимущество перед проводной передачей, заключающееся в отсутствии необходимости прокладки проводов. Однако до последнего времени применение беспроводной передачи данных сдерживалось сложностью и длительностью бюрократических процедур получения разрешения на использование радиочастот, а также предубеждениями относительно помехоустойчивости радиосвязи.

Нормативно-правовая база

В 2006-2007 годах проведены радикальные изменения в нормативно-правовой базе Российской Федерации по использованию радиочастот. Утверждена новая «Таблица распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации», где впервые определено «устройство малого радиуса действия» как техническое средство, предназначенное для передачи и (или) приёма радиоволн на короткие расстояния, которое не относится ни к одной из радиослужб и используется при условии, что не создаются помехи другим станциям и не требуется защита от помех со стороны других станций.

Перечень полос радиочастот, предназначенных для использования устройствами малого радиуса действия, приведён в приложении № 2 к указанной Таблице. В частности, полоса радиочастот 433,05-434,79 МГц может использоваться маломощными радиосредствами передачи данных с мощностью передатчиков до 10 мВт.

Государственная комиссия по радиочастотам своим Решением от 07.05.2007 г. № 07-20-03-001 выделила полосу радиочастот 433,05-434,79 МГц физическим и юридическим лицам для применения устройств малого радиуса действия без оформления отдельных решений ГКРЧ и разрешений на использование радиочастот для каждого конкретного пользователя при условии соответствия их технических характеристик и типов, установленным в приложениях к данному Решению, а также регистрации устройств малого радиуса действия в установленном в Российской Федерации порядке.

Применительно к радиомодемам серии RMD400 эти условия выполняются. Соответствие технических характеристик радиомодемов требованиям нормативных документов подтверждено сертификатом соответствия. Что касается регистрации устройств малого радиуса действия, то в соответствии с постановлением Правительства РФ от 12 октября 2004 г. N 539 радиоэлектронные средства в полосе радиочастот 433,05-434,79 МГц с мощностью передатчика до 10 мВт регистрации не подлежат.

Сформировавшаяся нормативно-правовая база в технически возможных и экономически обоснованных случаях позволяет оперативно заменять проводные каналы связи на беспроводные, построенные с использованием радиомодемов малого радиуса действия.

Помехоустойчивость радиосвязи

У многих потенциальных пользователей систем беспроводной передачи данных существует предубеждение относительно помехоустойчивости радиосвязи, сложившееся в результате опыта работы с аналоговыми радиостанциями, в которых часто прослушиваются трески, шумы и посторонние сигналы. Цифровая радиосвязь отличается от аналоговой своей стабильностью. Уместно будет привести пример высокого качества цифровой сотовой связи стандарта GSM, достигнутого за счёт цифровой передачи и помехоустойчивого кодирования. В радиомодемах серии RMD400 также используется цифровая передача в сочетании с каскадным (двухступенчатым) кодированием с исправлением ошибок. При декодировании в приёмнике исправляются как случайные шумовые, так и пакетные ошибки, вызванные импульсными помехами.

Эффект от применения кодирования с исправлением ошибок заключается в расширении зоны достоверного приёма данных вокруг передающего радиомодема и, если приёмный радиомодем находится внутри этой зоны, то передача данных будет безошибочной. Дополнительное кодирование с обнаружением ошибок обеспечивает «стирание» данных с неисправленными ошибками.

Электромагнитная совместимость

Требования к электромагнитной совместимости устройств малого радиуса действия установлены ГОСТ Р 51856-2001 «Совместимость технических средств электромагнитная. Средства радиосвязи малого радиуса действия, работающие на частотах от 3 кГц до 400 ГГц. Требования и методы испытаний». Требования стандарта направлены на обеспечение электромагнитной совместимости оборудования, предназначенного для применения в жилых, коммерческих зонах и производственных зонах с малым энергопотреблением. Однако во многих случаях производственно-технологические системы расположены в промышленных зонах с более сложной электромагнитной обстановкой. Поэтому радиомодемы серии RMD400 дополнительно сертифицированы на соответствие ГОСТ Р 51317.6.2-99 «Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электромагнитным помехам технических средств, применяемых в промышленных зонах. Требования и методы испытаний».

Наиболее критичным видом электромагнитных помех для радиомодемов являются микросекундные импульсные помехи большой энергии, вызываемые перенапряжениями, возникающими в результате коммутационных переходных процессов и молниевых разрядов. При организации связи на больших производственных площадках используются высокоподнятые внешние антенны с длинным антенным фидером (при размещении радиомодема около оконечного оборудования) или длинными проводами интерфейса и питания (при размещении радиомодема вблизи антенны). В обоих вариантах размещения длинные проводники воспринимают электромагнитную энергию молниевых разрядов, создавая перенапряжения на сигнальных портах и портах питания радиомодема. В этих условиях рекомендуется использовать варианты радиомодемов серии RMD400 с гальванически изолированным интерфейсом RS-485, защищённым от перенапряжений.

Радиосети вместо проводных сетей

На радиомодемах серии RMD400 могут быть построены беспроводные сети, заменяющие проводные стандарта RS-485 с протоколом Modbus, без переработки сетевого программного обеспечения. В протоколе Modbus каждый пакет включает адрес, передаваемый в начале пакета. Радиомодемы считывают адрес пакета и используют его для маршрутизации пакетов по сети через нужные ретрансляторы. При использовании протоколов с безадресной передачей пакетов, что характерно для интерфейса RS-232, для построения беспроводной сети передачи данных потребуется введение адресов в пакеты, передаваемые мастером сети. Дальность связи на открытой местности между двумя радиомодемами составляет несколько километров, а протяжённость радиосети с ретрансляторами составляет десятки километров.

Составные сети

В условиях развитой коммуникационной инфраструктуры магистрального уровня на каналах Ethernet или GSM (GPRS) использование радиомодемов малого радиуса действия RMD400, эффективно на «последней миле», когда на локальном уровне требуется недорогой беспроводный канал связи. Характерным применением такого рода является система сбора данных с квартирных приборов учёта через подъездный коммуникатор, обеспечивающий переход от локальной радиосети подъезда к магистральной сети микрорайона или города. В приборы поквартирного учёта встраивается модуль радиомодема, работающий без замены батарей питания, при соответствующей организации опроса, в течение нескольких лет.