Встраиваемые GSM / GPRS телеметрические модемы производства фирмы ТЭСС Северо-Запад

В статье рассмотрены встраиваемые GSM/GPRSмодемы серии МТ04, предназначенные
для интеграции в компьютеры центральных диспетчерских пунктов сбора и обработки
данных. Модемы этой серии изготовлены на базе модулей различных производителей
и предназначены для монтажа на материнскую плату стандартных ПК. Одной из наиболее
значимых опций в модемах МТ04ххх является прикладное программное обеспечение.
В моделях серии представлены модули производства Siemens, Sony Ericsson, ENFORA,
WAVECOM с приложениями пользователя, которые отличаются друг от друга различной
степенью сложности и детализации.

Введение

Фирма «ТЭСС Северо-Запад» входит в состав хол
динга «Группа Компаний ТЭСС» (www.telemetry.
spb.ru). Холдинг, основанный в 1996 году, в насто
ящее время занимается разработкой и производ
ством GSM/GPRSоборудования для промышлен
ной телеметрии. Холдинг производит полный ком
плект GSM/GPRS-оборудования, необходимого для
реализации проектов в области промышленной
GSM-телеметрии.

Изготовление оборудования осуществляется
на контрактных производствах. При этом ТЭСС про
водит тщательный и полный контроль качества
на всех этапах производства.

Модели серии МТ-04 представляют собой встраи
ваемые модемы GSM/GPRS 900/1800 МГц, пригод
ные для приема и передачи практически любой те
леметрической информации. Модели этой серии
были разработаны «ТЭСС Северо-Запад» специаль
но для интеграции в компьютеры центральных дис
петчерских пунктов сбора и обработки данных.

Модемы серии MT-04-xx могут быть изготовлены
на базе GSM/GPRS-модулей различных производите
лей. Поэтому на стадии разработки проекта заказчик
может заказать модель, максимально соответствую
щую другим узлам и блокам проектируемого устрой
ства. При этом можно выбрать модем с необходимым
набором интерфейсов и дополнительных функций.

Это позволяет заказчику избежать возможных оши
бок, сэкономить время и деньги на стадии проекти
рования. Кроме того, на стадиях разработки и отлад
ки изделия можно быстро и точно диагностировать
причины неустойчивой работы интегрированных мо
демов и своевременно вносить соответствующие кор
ректирующие изменения в программную и аппарат
ную часть.

Телеметрические модемы GSM/GPRS серии MT-04—
это двухдиапазонные внешние GSM/GPRS-модемы,
удовлетворяющие стандарту EGSM 900/1800 МГц.

Модели серии МТ-04 вставляются в слот PCI и запи
тываются непосредственно от материнской платы ПК
без дополнительных проводов и разъемов. Модемы
этой серии замыкают линейку изделий от одного про
изводителя, предназначенных для комплексных теле
метрических систем беспроводной связи GSM/GPRS,
включающих «Целевой контроллер», «Удаленный тер
минал», «Центральный диспетчерский пункт».

Учитывая требования заказчиков, ТЭСС выпуска
ет встраиваемые модемы, изготовленные на базе мо
дулей различных производителей.

В настоящее время выпускаются следующие мо
демы серии МТ:

• МТ-04-01 — модем с модулем Siemens TC45-Java, встраиваемый в ПК (питание от шины PCI);
• МТ-04-02 — модем с модулем Sony-Ericsson GM47, встраиваемый в ПК (питание от шины PCI);
• МТ-04-03 — модем с модулем Wavecom Q2400/06, встраиваемый в ПК (питание от шины PCI);
• МТ-04-04 — модем с модулем ENFORA GSM0108, встраиваемый в ПК (питание от шины PCI);
• МТ-04-05 — модем с модулем Quad-band GSM/GPRS module Chi Mei Communication Systems, встраиваемый в ПК (питание от шины PCI).

Такой подход позволяет использовать те или иные
преимущества продукции ведущих мировых произ
водителей GSM/GPRS-модулей и максимально пол
но удовлетворить потребности заказчиков. Модули
серии МТ выпускаются с интерфейсом RS-232.

Серия МТ-04-хх является универсальной и разра
ботана на основе принципа, согласно которому ба
зовые комплектующие должны иметь как минимум один полный аналог. Такой подход позволя
ет оградить заказчиков от возможных про
блем, связанных с поставками от предприя
тий-изготовителей комплектующих, а также
упростить ремонт и модернизацию устарев
ших изделий.

При этом пользователям предоставляется
возможность модернизации оборудования
в будущем, наряду с жесткой стандартизаци
ей конструктива основного модема.

Внешний вид моделей серии МТ-04-хх по
казан на рисунке.

Модели серии оснащены планкой для креп
ления в корпусе компьютера, на которой ус
тановлены 26-контактный интерфейсный
разъем и разъем для подключения внешней
антенны (SMA или FME по требованию заказ
чика). На заднюю планку также вынесены дер
жатель SIMкарты и светодиодные индикато
ры режимов работы.

На 26-контактном разъеме выведены сигна
лы RS-232 и контакты пользовательских вво
дов-выводов, которые соответствуют возмож
ностям базового модуля (Q2406B-IP WAVECOM,
GR47, GM47R5, Sony Ericsson, TC-45 Java Siemens,
GSM0108 ENFORA, GSM module CMSC).

Описание функционального назначения вы
водов 26-контактного разъема моделей серии
МТ-04-хх дано в таблице 1.

Интерфейсный разъем «I/O» позволяет ис
пользовать дополнительный UART, что необ
ходимо для записи в модуль приложений
пользователя. Кроме того, на этот разъем вы
ведены сигналы для подключения микрофо
на и спикерфона для осуществления голосо
вой связи.

Внешний держатель SIM-карты на задней
стенке модуля позволяет при необходимости
быстро сменить SIM-карту, а также убирать
карту при перерывах в работе.

Светодиодная индикация определяет следу
ющие режимы работы:

• модем включен (соединен с сетью);
• ждущий режим (режим передачи);
• модем выключен (неактивен, не соединен с сетью).

Основные технические характеристики мо
делей серии МТ-04-хх приведены в таблице 2.
Базовые характеристики моделей серии
МТ-04-хх очень близки между собой. Различия
заключаются в дополнительных функциях.
Из таких функций следует, прежде всего, от
метить встроенный TCP/IP-стек, расширен
ные пользовательские входы-выходы и сред
ства разработки приложений пользователя.

В моделях ENFORA G0107, GR47 Sony
Ericsson и Q2406B WAVECOM имеется встро
енный TCP/IP-стек, поэтому для них не тре
буется никаких дополнительных внешних уст
ройств для передачи файлов и работы с элект
ронной почтой в режиме GPRS.

Работа с TCP/IP-стеком и потоком данных
в этих модулях осуществляется через RS-232
с помощью специальных АТ-команд. Управ
ление интернет-соединением и инициализа
ция реализуются автоматически, а клиент FTP
позволяет принимать и передавать файлы.

Базовое программное обеспечение модулей
обеспечивает совместимость с PPP RFC при под
ключении к любому ISP с одним динамическим
адресом IP на устройство. При этом протокол
IPv4 гарантирует совместимость с RFC.

Из других наиболее значимых дополнитель
ных функций, представленных в таблице 2,
следует отметить возможность создания соб
ственных приложений пользователя для мо
дулей TC-45-Java Siemens, GR47, Sony Ericsson,
Q2400/Q2406B WAVECOM. Это позволяет от
казаться от внешнего микроконтроллера, уп
равляющего периферийными устройствами,
и добиться снижения общей стоимости про
екта за счет исключения памяти и других до
полнительных внешних компонентов.

Модем МТ-04-01 с модулем TC45 Siemens
свободно программируется на языке Java, что
позволяет быстро и без больших затрат созда
вать новые приложения в сегменте М2М. Бла
годаря использованию широко распростра
ненной платформы J2ME (Java 2 Micro Edition)
задачи модема МТ-04-01 не ограничиваются только связью между устройствами, но могут
быть распространены также и на функции не
посредственного управления сложными при
кладными устройствами.

При использовании Java код интерпретиру
ется непосредственно самим устройством при
помощи виртуальной Java-машины (Java
Virtual Machine). Это позволяет применять
Java-приложение на любых устройствах с ана
логичной Java-платформой. Именно поэтому
одно и то же приложение пользователя, напи
санное на Java, можно использовать и в охран
ных устройствах, и в телефонах, и в телемет
рических системах, если они снабжены под
держкой Java Virtual Machine. Особенностями
создания программ пользователя в модеме
МТ-04-01 являются: объектная ориентирован
ность, многопоточность, платформонезави
симость, ориентированность на технологии
«клиент-сервер».

Объемная библиотека классов позволяет су
щественно сократить время разработки сете
вых приложений, построенных по технологии
«клиент-сервер». На Java достаточно просто
написать небольшой сервер, ожидающий соединение на определенном порте TCP/IP
и обрабатывающий поток данных от клиентов.
Именно так и реализуется работа с Интернет
через TCP/IP в модеме МТ-04-01 на базе моду
ля TC-45 Java Siemens.

В комплект поставки МТ-04-01 входит доку
ментация и набор программного обеспечения,
включающий библиотеку Java-классов с при
мерами функций для работы с GSM/GPRS-со
единениями. В состав прилагаемых программ
входит также эмулятор рабочей среды модуля
для ПК, включающий в себя отладчик.

При установке на компьютере пользовате
ля программного драйвера, терминал, подклю
ченный к компьютеру, определяется как до
полнительный диск. С помощью стандартной
программы «Проводник», входящей в состав
Windows, необходимое пользователю прило
жение просто переносится на новый диск
«Siemens TC-45».

В модеме МТ-04-02 на базе GR47 Sony
Ericsson также поддерживается опция созда
ния пользовательских приложений. Для этих
целей применяется программно-аппаратный
комплекс M2mpower Sony Ericsson. Открытая перепрограммируемая платформа M2mpower
Sony Ericsson предназначена для написания
простых прикладных программ пользователя.
Все действия производятся в рамках интегри
рованной среды M2mpower IDE. Алгоритм ра
боты встраиваемого приложения описывает
ся на Си-образном языке с помощью специ
ального редактора. В модуль загружается
именно скрипт, а не выполняемый команд
ный файл. В модуле находится интерпретатор
скрипта, взаимодействующий с внутренним
менеджером памяти и библиотекой функций,
работающей непосредственно с базовым ПО.

Для программирования модема МТ-04-03
используется открытая перепрограммируемая
платформа OPEN AT WAVECOM, которая
представляет собой набор программ для со
здания приложения под конкретную задачу на
языке высокого уровня (С++) и последующей
загрузки непосредственно в Flash-память мо
дуля. Комплект программ OPEN AT в настоя
щее время является наиболее сложным про
граммным продуктом и предоставляет опыт
ным разработчикам широкие возможности
для написания приложений пользователя.
С компилятором GCC программный комплекс
OPEN AT поставляется бесплатно.

Модемы МТ-04-04 с модулями ENFORA
позволяют воспользоваться готовыми стан
дартными программными блоками, включен
ными в базовую прошивку.

Функция сборки-разборки пакетов (Packet
Assembler/Disassembler — PAD) позволяет под
ключить эти модели напрямую к различным
датчикам и осуществлять сбор информации
и передачу по сети GRPS без дополнительной
доработки измерительной схемы. Кроме того,
модем может быть запрограммирован таким
образом, чтобы внешние события, такие, как,
например, регистрация в сети, отслеживались
и вызывали бы определенного рода действия
(изменение состояния выходного интерфейса,
посылка SMS-сообщения и др.). Подобные
функции обработки событий не требуют внеш
него контроллера и доступны через AT-команды.
Например, сигнал, поступающий на I/O-интер
фейс модуля, может вызывать автоматическую
посылку SMS-сообщения (или UDP-пакета по
IP-сети). Для конфигурирования пользователь
ских входов-выходов используется программ
ный отладочный комплект Enfora Event Tools
из комплекта поставки МТ-04-04.

Заключение

Новая серия модемов МТ-04-хх позволяет
разработчику сделать оптимальный выбор
с точки зрения использования для конкретной
специфической задачи.

При этом можно подобрать оптимальное
сочетание необходимых функций и техниче
ских параметров, сосредоточенных в одном
модеме.

Универсальность моделей данной серии пре
доставляет возможность перехода на другую
модель со сходными параметрами при наступ
лении форс-мажорных обстоятельств.

Дополнительную информацию о моделях
новой серии можно найти на сайте разработ
чика www.telemetry.spb.ru