СПЕКТР 868 Радиомодем диапазона ISM 868

Нелицензируемый радиомодем диапазона ISM 868 (868,7...869,2 МГц) для работы в системах телеметрии, автоматизации, пожарной/охранной сигнализации. Прозрачный удлинитель RS-485/232. 100 мВт, дальность связи до 7...9 км. До 76800 бод в эфире.

Информация на этой странице носит неполный и предварительный характер. Радиомодемы и радиомодули "Спектр 868" ожидаются в продаже в марте 2020 года, к этому времени здесь появится подробная информация.

Общие сведения

Радиомодемы "Спектр 868" предназначены для применения в различных автоматизированных системах сбора данных и управления: АСКУЭ, АСУТП, противопожарные и охранные системы и т.д.

Работая в режиме прозрачного радиоудлинителя интерфейсов RS-485 и RS-232 легко встраиваются в уже построенные системы на основе практически любого оборудования и с любыми протоколами.

Диапазон ISM 868 (868,7...869,2 МГц), 100 мВт, дальность связи до 7...9 км, режим ретранслятора. Не требуется получение разрешения на работу в полосе частот.

Настройка основных параметров модемов производится с помощью кнопок управления и символьного индикатора без необходимости применения дополнительного внешнего оборудования (компьютер, преобразователи интерфейсов) - настройку можно произвести за пару минут даже в полевых условиях.

Радиомодемы "Спектр 868" выпускаются в двух исполнениях:

  • Спектр 868 SX DIN IND - в корпусе на DIN рейку (степень защиты IP20) с символьным индикатором и кнопками. Порты RS-485 и RS-232. 2 телеметрических входа и 2 выхода с функцией трансляции состояния входов на выходы.
  • Спектр 868 SX IP65 IND - "уличное" исполнение (степень защиты IP65) с символьным индикатором и кнопками. Без порта RS-232 (только RS-485), без телеметрических входов/выходов.
   

Исполнение DIN IND

Исполнение IP65 IND

Подробнее

Радиомодемы "Спектр 868" предназначены для использования в различных автоматизированных системах сбора данных и управления: АСКУЭ, АСУТП, противопожарные и охранные системы и т.д.

Работая в режиме прозрачного радиоудлинителя интерфейсов RS-485 и RS-232 модемы легко встраиваются в уже построенные системы на основе практически любого оборудования и с любыми протоколами - благодаря "прозрачности"внешнее оборудование "не замечает", что работает через модемы. Это касается как простых систем с парой объектов, так и сложных систем с большим количеством объектов. 

Модемы работают в диапазоне частот ISM 868 (868,7...869,2 МГц) с номинальной выходной мощностью 100 мВт (имеется возможность увеличить мощность для компенсации потерь в антенном кабеле). Для их эксплуатации не требуется получение на работу в полосе частот.

Модемы обеспечивает передачу данных в эфире со скоростью от 4800 до 76800 бод. По портам RS-485 и RS-232 поддерживаются скорости от 2400 до 115200 бод.

Дальность связи, обеспечиваемая радиомодемами, в основном зависит от условий местности, а также от характеристик и места установки внешних антенн (в комплект поставки антенны не входят) и может составлять от сотен метров (промышленные помещения) до 8...10 километров (прямая видимость с мощными направленными антеннами). Дальность связи можно увеличить, используя возможность работы радиомодема в режиме ретранслятора без потери основных функций.

Совместно с радиомодемами можно использовать любые антенны диапазона 868 МГц с волновым сопротивлением 50 Ом, подходящие для различных условий применения. Для подключения антенны радиомодемы оборудованы винтовым ВЧ разъемом типа SMA-F.

Рабочая частота (канал) модема устанавливается пользователем в диапазоне от 868,7 до 869,2 МГц, что позволяет использовать группы модемов, работающих на разных частотных каналах - это делает возможным организацию нескольких независимых систем на одной территории. Кроме этого, возможность смены рабочей частоты позволяет "уйти" от помех, создаваемых сторонним оборудованием.

Радиомодемы "Спектр 868" выпускаются в двух исполнениях:

  • Спектр 868 SX DIN IND - в корпусе на DIN рейку (степень защиты IP20) с символьным индикатором и кнопками. Порты RS-485 и RS-232. 2 телеметрических входа и 2 выхода с функцией трансляции состояния входов на выходы.
  • Спектр 868 SX IP65 IND - "уличное" исполнение (степень защиты IP65) с символьным индикатором и кнопками. Без порта RS-232 (только RS-485), без телеметрических входов/выходов.

Основное отличие исполнений друг от друга - место установки (на DIN рейку в шкаф или на улице возле антенны). Возможность установки модемов в "уличном" исполнении в непосредственной близости от антенны (на той же мачте/кронштейне) позволяет избавиться от длинных дорогих ВЧ кабелей и от потерь сигнала в них.

Радиомодем в исполнении на DIN-рейку (SX DIN IND):

Радиомодем в уличном исполнении (SX IP65 IND):

Модемы имеют символьный индикатор и кнопки управления, с помощью которых производится настройка основных параметров модемов. Благодаря этому для конфигурации модемов не нужно никакое внешнее оборудование (компьютер, преобразователи интерфейсов) - настройку можно произвести за пару минут даже в полевых условиях.

Символьный индикатор, помимо оперативной настройки, обеспечивает также дополнительные полезные функции:

  • расширенная индикация активности - в рабочем режиме на индикаторе отображаются счетчики принятых/переданных пакетов, уровень сигнала при приеме пакетов, активность и ошибки при работе по RS 485/232. Благодаря этому намного проще понять, что происходит в работе системы, и выявлять возможные проблемы с настойками или с подключением внешнего оборудования.
  • удобный режим проверки связи между двумя модемами, в котором на индикаторе одного из модемов отображается информация о качестве прохождения тестовых пакетов между модемами в обе стороны.

Выпускается совместимый со "Спектр 868" встраиваемый малогабаритный радиомодуль "Спектр 868 SX ОЕМ" (в виде печатной платы), предназначенный для установки в использующее его оборудование.

Радимодемы во всех исполнениях полностью совместимы друг с другом. В одной системе можно использовать радиомодемы и радиомодули в любом удобном исполнении в любых сочетаниях.

Спецификация

Диапазон рабочих температур: -40...+50 °С
Напряжение питания: +6...+32 В
Потребляемая мощность: не более 1,1 Вт (прием)
не более 3 Вт (передача)
Интерфейсы: RS-232 и RS-485 (исп. DIN IND)
RS-485 (исп. IP65 IND)
Скорость по последовательным портам, бод:
формат данных:
режим обмена:
2400, 4800, 7200, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
8 бит, 1 стоповый бит, 9 бит в режимах: О, Е, М, S, N
асинхронный
Диапазон частот: 868,7...869,2 МГц
Номинальная мощность передатчика: 100 мВт
Контроль занятости эфира: LBT (прослушивание перед передачей)
Тип модуляции выходного сигнала: GFSK
Скорость обмена данными в эфире: 4800, 9600, 19200, 38400, 76800 бод
Способы обнаружения и исправления ошибок: CRC8 на 32 байта
(12,8) код Хэмминга, Рида-Соломона (FEC), перемежение
Режимы работы: прозрачный
пакетный в сторону DTE
пакетный в сторону DCE
командный
удаленная конфигурация
проверка связи
смена ПО
Размер внутреннего буфера: 1 Кбайт

Рекомендации



На основании Решения ГКРЧ №18-46-03-1 от 11 сентября 2018 года устройства, работающие в диапазоне 868,7...869,2 МГц с эквивалентной излучаемой мощностью до 100 мВт не требуют лицензирования и могут быть свободно использованы на территории Российской Федерации.



Радиомодемы и радиомодули "Спектр 868" в 99% случаях используются в качестве удлинителя последовательного порта RS-485 или RS-232 - для этого они работают в так называемом "прозрачном" режиме.

Прозрачность в данном случае не означает, что модемы передают в радиоэфир непосредственно данные, полученные от внешнего оборудования - в эфире они работают с собственным протоколом, обеспечивающим адресацию, проверку доставки, помехоустойчивое кодирование и т.д. Прозрачность означает, что данные, поступившие на последовательный порт модема будут доставлены на последовательный порт (порты) удаленного модема без изменений (с некоторыми оговорками, см. вопрос "Почему мое оборудование не заработало через радиомодемы?"). То есть, можно говорить о прозрачности на уровне "последовательный порт одного модема" - "последовательный порт (порты) удаленного (удаленных) модемов".

Благодаря такой прозрачности практически любое внешнее оборудование, работающее по интерфейсам RS-485 или RS-232, будет работать и через радиомодемы, не замечая, что работает через них - для него работа через модемы не будет отличаться от работы по проводам. Протоколы, по которому работает внешнее оборудование (ModBus, Болид и т.д.) практически не имеют значения, поскольку модемы будут прозрачны для этих протоколов. Все это касается как простых систем, когда нужно связать пару устройств с помощью двух модемов, так и более сложных систем сбора данных из множества удаленных объектов. Никаких специальных ограничений на количество объектов в системе с радиомодемами нет: можно сказать, что если система работает по проводам RS-485, она практически наверняка будет работать и через радиомодемы.

Здесь стоит отметить, что имеются некоторые оговорки касательно прозрачности радиомодемов, и в некоторых случаях после замены проводов RS-485 или RS-232 на радиомодемы система откажется сразу же заработать. К счастью, эти возможные проблемы в работе оборудования без особого труда преодолимы (см. вопрос "Почему мое оборудование не заработало через радиомодемы?").



Физическое ограничение - 65536 штук, то есть фактически нет ограничений на количество модемов в системе. Поскольку при работе в прозрачном режиме вся адресация в системе организуется на уровне внешнего оборудования, емкость системы будет определяться емкостью этой внешней адресации, а не свойствами радиомодемов.

Кроме этого следует помнить, что так как практически всегда в системе один мастер осуществляет последовательный опрос нескольких удаленных слейвов, при увеличении количества удаленных объектов в системе будет пропорционально увеличиваться время опроса (время реакции системы). Как правило, опрос одного объекта через модемы занимает 0.3...0.5 секунды, Уже при десятках удаленных объектов время реакции может стать существенно большим. Впрочем, эта проблема возникает не только при работе через радиомодемы, но и при работе по проводам - просто при работе через модемы она усугубляется, так так время на опрос при работе через модемы заметно больше, чем при работе по проводам.



Радиомодемы "Спектр 868" выпускаются в двух исполнениях:

  • DIN IND - в корпусе на DIN рейку (степень защиты IP20) с символьным индикатором и кнопками. Порты RS-485 и RS-232. 2 телеметрических входа и 2 выхода с функцией трансляции состояния входов на выходы.
  • IP65 IND - "уличное" исполнение (степень защиты IP65) с символьным индикатором и кнопками. Без порта RS232 (только RS-485), без телеметрических входов/выходов.

Модемы во всех исполнениях полностью совместимы друг с другом. В одной системе можно использовать модемы в любом удобном исполнении в любых сочетаниях.

Основное отличие исполнений друг от друга - степень защиты корпуса и, соответственно, допустимое место установки.

Радиомодемы в исполнении на DIN рейку рассчитаны на установку в шкаф вместе с другим оборудованием. Они не имеют пылевлагозащиты, их следует устанавливать в месте, защищенном от внешних воздействий. Для крепления на DIN рейку корпус имеет специальную защелку.

Эти модемы наиболее функциональны: имеют сразу два последовательных интерфейса (RS-485 и RS-432), а также оборудованы двумя дополнительными телеметрическими входами и двумя выходами с функцией беспроводной трансляции состояния входов на выходы, поэтому их в целом можно назвать самыми удобными и рекомендуемыми к применению. При этом ограничения на место установки приводят к тому, что от модема до антенны приходится прокладывать высокочастотный кабель (фидер) той или иной длины, который вносит ослабление (потери) сигнала пропорционально длине, что приводит к уменьшению дальности связи.

Если длина фидера оказывается небольшой (до 7...10 метров), серьезных проблем не возникает и в этом случае можно рекомендовать использовать модем в исполнении на DIN рейку.

В случаях, когда до антенны приходится прокладывать более длинный фидер, потери в нем могут уже существенно повлиять на дальность связи. Можно, конечно, применить более качественные марки кабеля с низкими потерями, но это неизбежно заметно скажется на стоимости - качественные ВЧ кабели достаточно дороги. Поэтому в таких случаях логично применить модем в "уличном" исполнении IP65 IND.

Радиомодемы в "уличном" исполнении выпускаются в пылевлагозащитных корпусах со степенью защиты IP65, их можно устанавливать на улице непосредственно возле антенны (на той же мачте/кронштейне). Благодаря этому отпадает необходимость в прокладывании длинного высокочастотного кабеля от модема до антенны, что гарантирует минимальные потери в этом кабеле и максимальную дальность связи.

Длинным в этом случае становится низкочастотный кабель от модема до внешнего оборудования, но его длина не оказывает влияния на дальность связи, к тому же низкочастотный кабель заметно (в 5...10 раз) дешевле высокочастотного. Обычно используют распространенный UTP кабель с двумя витыми парами в одной оболочке: одна для RS-485, вторая для низковольтного питания +24 или +12 Вольт.

Для подключения внешнего оборудования (RS-485, питание) в пылевлагозащитном исполнении модемов используются клеммы внутри герметичной зоны, а кабель выводится из корпуса через герметичный кабельввод).

При подключении антенн к модемам в уличных условиях следует обязательно принять меры по герметизации разъемных соединений!



Да, конечно. Модемы во всех исполнениях полностью совместимы друг с другом. В одной системе можно использовать модемы в любом удобном исполнении в любых сочетаниях.



Рекомендации по выбору антенн и ориентиры по обеспечиваемой радиомодемами и радиомодулями "Спектр 868" дальности связи даны на странице выбора антенн.



Да, нужны.

Сами корпуса и места выводов из них кабелей и разъемов у модемов в "уличных" исполнениях обеспечивают достаточную защиту, уязвимыми остаются только разъемные соединения, через которые подключаются антенны.

Герметизировать нужно винтовое соединение разъема на кабеле от антенны с ответным разъемом на модеме, а также места обжима разъемов на кабель. Кроме этого, если антенна имеет собственное разъемное соединение с антенным кабелем (у некоторых антенн имеется "штатный" кабель, выходящий герметично из корпуса антенны), нужно герметизировать и это соединение (если вы приобретаете антенные кабели у нас, разъем на них уже будут герметизированы).

Отсутствие герметизации упомянутых соединений может явиться причиной коррозии разъемов и кабелей, что приводит к ухудшению или даже пропаданию связи между модемами со временем.

Кстати, если вы заметили, что нормально работающая система стала "сама собой" работать хуже или вовсе перестала работать через какое-то время эксплуатации, первым делом внимательно проверьте все уличные разъемные соединения на предмет коррозии и прочих повреждений - с вероятностью в 99% проблема там (параметры модемов со временем не ухудшаются).

Рекомендуем к применению специальные монтажные комплекты для установки "уличных" модемов в непосредственной близости от антенны. При заказе такого комплекта вы получите уже готовую герметизированную конструкцию "антенна - антенный кабель - модем", останется только смонтировать ее на мачту/кронштейн скобой из комплекта. На фото ниже показан пример установки на мачту "уличного" модема с антенной "Полярис 450-7" с помощью монтажного комплекта.

Спектр IP65 Lite с антенной Полярис 450-7

Ниже даны общие рекомендации по герметизации разъемных соединений.

Для герметизации удобно применить специальную термоусадочную трубку (термофит), но непременно с клеевым наполнителем. Используйте трубку такой длины, чтобы она покрыла все разъемное соединение с нахлестом 1,5...2 см на кабель.

На рисунке ниже показана герметизация разъемов термоусадочной клеевой трубкой.

termofit

Термоусадочная трубка подходит для герметизации разъемов и кабелей с небольшим отличием в диаметре, как, например, в случае кабеля RG-58 и разъема SMA у модема. Если же необходимо герметизировать кабель с разъемом, чьи диаметры сильно отличаются (например, тот же кабель RG-58 и разъемы TNC и N типа, часто используемые на антеннах) термоусадка уже не подойдет. Для таких случаев рекомендуем использовать электроизоляционную мастику («сырую резину») или самовулканизирующуюся клейкую ленту на основе этиленпропиленовой резины (ЭПР).

3m

Для герметизации следует плотно, с натяжением при намотке и перекрытием витков, намотать электроизоляционную мастику или самовулканизирующуюся клейкую ленту на разъемное соединение (начиная с антенного кабеля и до самого корпуса модема/антенны). Намотку нужно произвести в одном и, не прерываясь, в обратном направлении.

Поверх слоя мастики или самовулканизирующейся ленты рекомендуем наложить слой ПВХ изоленты. Используйте качественную изоленту, рассчитанную на широкий диапазон температур, иначе она быстро потеряет свои свойства.

Не используйте для герметизации «обычную» термоусадку (теромфит) без клеевого слоя — она не обеспечит требуемой герметичности. Такую термоусадку можно применить только вместо ПВХ изоленты поверх слоя мастики или самовулканизирующейся ленты. 

Не используйте для герметизации обычную изоленту - со временем под действием окружающей среды клеевой слой теряет свои свойства и слои изоленты начинают отслаиваться. 

Не используйте для герметизации ацетатные герметики - они «разъедают» цветные металлы и разъем не прослужит и нескольких месяцев.



Будьте последовательны.

Первым делом в лабораторных условиях ("на столе") добейтесь, чтобы ваша система заработала должным образом по проводам (RS-485/232) и только после этого приступайте к замене проводов на модемы - так Вы избежите решения уравнения с несколькими неизвестными при попытке понять, что происходит и почему что-то не работает.

Когда Вы уверены, что по проводам все работает как положено, можно приступить к подготовке модемов - следует задать необходимые для правильной работы параметры, после чего можно подключать модемы к оборудованию.

Теперь так же в лабораторных условиях нужно убедиться, что система работает через модемы, и только после этого можно приступить к установке оборудование на местности.

Указанная последовательность может существенно упростить и ускорить процесс построения системы с модемами.



Модемы "Спектр 868" имеют кнопки и символьный индикатор, с помощью которых настраиваются оперативно и автономно с помощью простого меню конфигурации. Для их настройки не нужно никакого дополнительного оборудования.

Процесс настройки прост и заключается в выборе нужных значение для параметров, определяющих работу модема с внешним оборудованием по RS-485/232 (скорость, формат данных) и между собой по радио (частота, скорость, мощность).

Список параметров с перечнем допустимых значений приведен в таблице ниже. Параметры обозначаются и отображаются на индикаторе двумя или одним символом, после которых отображается их значение (например, C 96 или Ch06). Рамкой выделены значения параметров по умолчанию.

Таким образом, процесс настройки модемов с индикатором является достаточно очевидным и не требует дополнительных пояснений.



Для оперативного изменения с помощью кнопок и индикатора доступны только 6 основных параметров - больше и не потребуется изменять в подавляющем большинстве типовых применений.

Обязательными и непременными условиями правильной работы модемов в качестве радиоудлинителя последовательного порта RS-485 или RS-232 являются лишь 3 фактора:

  • прозрачный (лучше широковещательный) режим работы - именно такой режим задан во всех модемах по умолчанию;
  • параметры обмена данными по последовательному порту (скорость, четность и др.) должны совпадать с параметрами порта внешнего оборудования. Эти параметры задаются параметрами C и F;
  • все модемы системы должны работать на одной частоте и на одной скорости обмена данными в эфире. Частота (точнее, канал) задается параметром Ch, а скорость в эфире - параметром Ar.

Таким образом, можно рекомендовать следующий универсальный алгоритм настройки модемов, который подойдет для 99% случаев их применения:

  • Сбрасываем параметры модема в заводские установки (супердлинное нажатие кнопки ВЫБОР в режиме конфигурации). Сброс настроек даст уверенность в том, что модем работает в нужном режиме и с заведомо известными параметрами.
  • Узнаем параметры последовательного порта RS-485 или RS-232, с которыми работает внешнее оборудование и выставляем такие же параметры модемам (параметры C и F). По умолчанию (и после сброса настроек в заводские значения) модемы работают по порту со скоростью 9600 8N1, так что если у внешнего оборудования такие же параметры порта, ничего дополнительно делать не нужно. Для модемов, имеющих два порта (и RS-485 и RS-232), не забудьте выбрать рабочим нужный порт (параметр P).
  • Задаем всем модемам системы одинаковую скорость в эфире (параметр Ar). В принципе, после сброса настроек в заводские значения у модемов автоматически будет установлена одинаковая рекомендуемая (оптимальная для большинства применений) скорость - 9600 бит/с (Ar 3).
  • Задаем всем модемам системы одинаковую рабочую частоту (канал) (параметр Ch). При сбросе настроек в заводские значения у модемов автоматически будет установлен одинаковый канал Ch 1.

При необходимости можно изменить мощность передатчика модемов (параметр Po). Повышение мощности позволяет скомпенсировать потери в длинных антенных кабелях.



Режим работы

В подавляющем большинстве случаев радиомодемы "Спектр 868" используются в качестве радиоудлинителя последовательного порта RS-485 или RS-232. При этом внешнее оборудование, использующее модемы работает по последовательному порту с применением протоколов по принципу "запрос-ответ" с топологией "звезда", при которой один "мастер" (ПЛК, пульт и т.д.) последовательно опрашивает несколько "слейвов" (модули ввода/вывода, счетчики, пожарные датчики и т.д.) и принимает от них ответы.

Адресация в таких системах обеспечивается на уровне протокола, которые использует внешнее для модемов оборудование - мастер обращается к слейвам по их уникальным адресам. Чаще всего используется протокол ModBus, но даже если оборудование использует какой-то другой протокол (Болид и др.), смысл остается тот же: любой протокол в схеме "звезда" работает по принципу "запрос-ответ" с собственной адресацией.

Для работы в таких системах радиомодемы должны работать в прозрачном широковещательном режиме.

В широковещательном режиме данные от каждого модема системы принимаются всеми остальными модемами: все модемы "слышат" друг друга, получается полная аналогия одной общей проводной шины RS-485. Адресация же, как уже говорилось, обеспечивается на уровне протокола внешнего оборудования, поэтому нет необходимости заботиться об адресации на уровне модемов - модемы формируют "виртуальную" общую шину RS-485 для всех устройств системы.

Радиомодемы "Спектр 868" по умолчанию (при поставке) уже настроены на работу в прозрачном широковещательном режиме, изменить этот режим оперативно с помощью кнопок и символьного индикатора нельзя - в случае осознанной необходимости это можно сделать только в режиме расширенной конфигурации командами по последовательному порту RS-485/232. Таким образом, если Вы планируете использовать модемы в качестве удлинителя последовательного порта, то необходимости в изменении режима работы радиомодема нет. Если Вы не знаете, какой режим установлен в Вашем модеме (не уверены, что параметры модемов не менялись после поставки), сбросьте модем в заводское состояние (супердлинное нажатие кнопки ВЫБОР в режиме конфигурации), тем самым Вы зададите нужный режим работы и заведомо известные другие параметры.

Параметры последовательных портов RS-485 и RS-232

Чтобы модем мог обмениваться данными с внешним оборудованием по последовательному порту RS 485 или RS-232, необходимо, чтобы параметры порта модема совпадали с параметрами порта внешнего оборудования.

Параметры последовательного порта у модемов устанавливаются параметрами C и F.

Spect433IND_PortParams

Обратите внимание, что в рабочем режиме на индикаторе модемов отображается активность и ошибки при работе с внешним оборудованием по портам RS-485/232: имеется индикация входящих и выходящих данных, переполнения входного буфера и несоответствия параметров порта модема и внешнего оборудования. Указанная индикация помогает оперативно диагностировать неправильную работу модемов с внешним оборудованием.

Скорость обмена данными между модемами в эфире

Для того, чтобы модемы "слышали" друг друга по радио, они должны работать на одинаковой скорости обмена данными в эфире.

Скорость обмена данными в эфире задается параметром Ar.

AR_params

Обратите внимание, что для каждого значения скорости возможно установить высокую (нечетные значения) или низкую (четные значения) девиацию частоты. Настоятельно рекомендуем использовать только нечетные значения параметра Ar или команды $AR (с высокой девиацией): Ar1, Ar3, Ar5 и Ar7. 

Скорость обмена данными в радиоэфире между модемами, строго говоря, никак не связана со скоростью обмена данными между модемами и внешним оборудованием по последовательному порту RS-485/232: модемы могут работать с оборудованием на одной скорости по порту, а в эфире между собой - на любой другой: как на более низкой, так и на более высокой.

При типовом использовании модемов, когда внешнее оборудование передает через модемы небольшой объем данных и обмен этими данными происходит не очень интенсивно, чаще всего нет практически никакого значения, на какой скорости работают модемы в эфире. Например, в типовых системах пожарной сигнализации (Болид или аналогичная) или в других системе сбора телеметрических данных с удаленных датчиков, мастер (пульт ПЛК, SCADA) опрашивает удаленные объекты не чаще 3...4 раз в секунду, объем передаваемых пакетов с данными при этом не превышает нескольких десятков байт. За время между циклами опроса модем спокойно успеет передать запросы и ответы, даже если скорость обмена данными в эфире будет значительно ниже, чем по последовательному порту - несколько увеличится только время передачи данных (время ожидания запрос-ответ).

Если же поток данных по последовательному порту довольно плотный, то при более низкой пропускной способности (низкой скорости) в эфире модемы могут не успевать передавать получаемые по порту данные, начнется заполнение буфера модема. Если пропускная способность модемов в эфире на достаточно длительное время будет ниже требуемой пропускной способности по последовательному порту, буфер модема заполнится и начнется потеря данных.

При этом следует понимать, что под скоростью обмена данными в эфире понимается "физическая" скорость, тогда как "информационная" (полезная) скорость при этом заметно ниже физической, поскольку "полезные" данные от внешних устройств перед передачей в эфир дополняются служебными (помехоустойчивое кодирование, встроенная адресация и т.д.), кроме этого модему нужно время на включение приемопередатчика и т.д. Таким образом, полезная скорость передачи данных в эфире на практике примерно в полтора раза ниже установленной параметром Ar физической скорости. Например, при установленной скорости 9600 бит/с в эфире модемы обеспечат пропускную способность в канале примерно 6000 бит/с.

С точки зрения пропускной способности следовало бы повышать скорость обмена данными в эфире, но с другой стороны, скорость в эфире влияет на дальность связи между модемами: с повышением скорости уменьшается достижимая дальность связи.

Таким образом, выбор скорости в эфире является компромиссом между пропускной способностью и дальностью связи.

Как уже говорилось, на практике при типовом использовании пропускная способность обычно не имеет существенного значения, поэтому рекомендуем использовать скорость в эфире 9600 бит/с (параметр Ar 3). Изменять это значение имеет смысл только при осознанной необходимости: уменьшать для повышения дальности связи или увеличивать для увеличения пропускной способности.

Рабочая частота (канал)

Все модемы в одной системе должны работать на одной частоте (канале).

Рабочий канал модемов задается параметром Ch. "Заводская" установка рабочего канала - Ch01.

Рабочий канал выбирают из соображений ухода от помех, создаваемого другим оборудованием. Возможность выбора рабочего канала позволяет также организовать на одной территории несколько независимых систем из радиомодемов, работающих на разных каналах и не мешающих друг другу (аналог нескольких независимых шин RS-485).

Мощность передатчика

Модемы "Спектр 868" позволяют программно устанавливать 4 уровня мощности передатчика: 50, 100, 200 и 300 мВт (параметр Po).

Увеличением мощности можно скомпенсировать потери радиосигнала в длинном ВЧ кабеле (от модема до антенны).



После настройки всех модемов системы и перед тем как устанавливать их на объекты в составе системы с внешним оборудованием, рекомендуем сначала проверить наличие радиосвязи между модемами и добиться успешной стыковки их с оборудованием в лабораторных условиях. Такая проверка "на столе" позволит обнаружить возможные проблемы и оперативно устранить их.

После этого можно провести проверку работоспособности системы уже в штатных "боевых" условиях на местности - модемы с антеннами в штатных местах на объектах.

Проверку системы с модемами можно разделить на две части - проверка связи между модемами по радио и проверка стыковки (как аппаратной, так и программной) модемов с внешним оборудованием.

Проверка связи между модемами

Для проверки связи между модемами в лабораторных условиях нужны будут 2 компьютера с терминальными программами или один компьютер с двумя СОМ-портами (или переходниками USB-RS232 или USB-RS485), с каждым из которых работает терминальная программа (программу запускаем два раза, в настройках указываем разные СОМ порты). Естественно, параметры СОМ-портов программы должны быть согласованы с параметрами СОМ-портов модемов.

Пару проверяемых модемов подключаем к СОМ портам. Модемы должны быть в "рабочем" (штатном) режиме. В качестве антенн при проверке в лабораторных условиях (в пределах комнаты) можно использовать как штатные антенны, так и просто кусок провода (5...10 см) в антенном разъеме.

Для проверки связи отправляйте произвольные символы в окне одной терминальной программы - они должны передаться через модемы в окно второй программы, и наоборот. Если символы проходят в обе стороны - модемы настроены правильно, можно проверять их в работе с Вашим оборудованием.

Проверка стыковки модемов с оборудованием

Первым делом следует убедиться в работоспособности Вашего оборудования без модемов (по кабелю): настройте и запрограммируйте Вашу систему так, чтобы она работала в нужном режиме по проводам.

После этого следует выполнить проверку связи между модемами без внешнего оборудования, чтобы убедиться, что модемы между собой работают нормально.

Только после этих проверок можно приступать к замене проводов радиомодемами, иначе в случае проблем будет трудно разобраться, в чем дело и что не так.

В большинстве случаев беспроводная система должна заработать автоматически - убедитесь, что оборудование работает через модемы так же, как работало по проводам, после чего можно приступать к монтажу оборудования на объекты.

Если же система не заработала через радиомодемы (мастер системы показывает ошибки связи или что-то подобное), при этом работая по проводам, значит, потребуются дополнительные настройки оборудования (см. вопрос "Почему мое оборудование не заработало через радиомодемы?").



Как говорилось ранее, при работе радиомодемов в прозрачном режиме внешнее оборудование "не замечает" их и работает так же, как и по проводам (конечно, при условии правильной конфигурации модемов).

В целом это так и есть, однако, когда мы говорим о прозрачности модемов для внешнего оборудования, стоит помнить о некоторых оговорках. В некоторых случаях эти оговорки не существенны и не повлияют на работу внешнего оборудования через модемы, в других - могут оказаться причиной того, что внешнее оборудование не заработает через радиомодемы без дополнительных настроек.

Далее описаны основные причины, приводящие к тому, что система отказывается работать через модемы, и даются рекомендации по их устранению.

Естественно, предполагается, что модемы подготовлены к работе с оборудованием, а также есть уверенность, что система работает по проводам и проблемы возникают только при замене проводов модемами.

Задержки при передаче данных

Главное (и наиболее часто приводящее к тому, что оборудование "не хочет" работать через модемы) отличие работы через модемы от работы по кабелю заключается в различных задержках при передаче данных. Если при работе по кабелю задержки при передачи данных от мастера к слейву и обратно практически отсутствуют (или измеряются единицами миллисекунд), то при работе через радиомодемы эти задержки могут составлять десятки миллисекунд.

Дополнительные задержки возникают из-за того, что путь прохождения данных при работе через модемы "удлиняется": модем должен принять их в свой буфер, понять, что пакет данных кончился и можно передавать его в эфир, включить передатчик, осуществить передачу, приемный модем должен принять данные в свой буфер и выдать их на свой последовательный порт.

Для систем, построенных по топологии "звезда" (мастер - слейвы) с протоколом опроса удаленных объектов по принципу "запрос мастера - ответ слейва" наличие дополнительных задержек при работе через модемы приведет к увеличению времени между отправкой запроса мастером и получению им ответа от слейва. В протоколах таких систем практически всегда определено время (тайм-аут) ожидания мастером ответа от слейва - если ответ не получен за это время, мастер считает, что слейв не отвечает и перестает ждать от него ответа.

Вполне может оказаться, что при работе через модемы ответы от слейвов приходят с опозданием - когда мастер их уже не ждет и сообщает об отсутствии связи или неполучении ответа от слейва.

Таким образом, для исправления такой ситуации необходимо либо уменьшать задержки при передачи данных, либо увеличивать время ожидания ответов в протоколе работы системы. Если модемы сконфигурированы с учетом рекомендаций, то уменьшить задержки на уровне модемов уже не получится - остается только увеличивать время ожидания ответа в настройках мастера системы.

Как правило (практически всегда), протоколы типа ModBus предусматривают такое увеличение - мастер (пульт, ПЛК, ОРС-сервер) должен иметь возможность конфигурации временнЫх параметров протокола, так что ситуация легко разрешима.

Какие именно времена ожидания ответа устанавливать для работы через модемы? Лучше начать с заведомо большого значения (скажем, 500 мс) - если после этого система заработала, значит, проблема была именно в задержках. После этого можно при необходимости уменьшать время ожидания до тех пор, пока система продолжает надежно работать.

Если в системе используются ретрансляторы, то задержки при доставке данных через цепочку ретрансляторов будут длиннее (примерно в 2 раза на каждый ретранслятор).



Одно из самых популярных применений радиомодемов "Спектр 868" - система "Орион" производства компании Болид.

Здесь радиомодемы используются в качестве прозрачного радиоудлинителя RS-485 и позволяют избавиться от проводов между мастером системы (пульт С200М) и удаленными приборами.

На рисунке выше для простоты показан вариант связи пульта С2000М с одним прибором С2000-2, но практически нет ограничений на количество удаленных объектов и тип приборов на на них - нужно просто добавить на каждый удаленный объект модем с подходящей антенной. При этом можно использовать радиомодемы в любом исполнении в зависимости от особенностей установки и в любом сочетании (в одной системе могут работать модемы в разных исполнениях).

Ни рисунке ниже показан пример топологии системы с несколькими удаленными объектами, связанными с диспетчерским пунктом по радио. Обратите внимание, что к модемам на том или ином объекте можно при необходимости подключать любое количество приборов по RS-485: таким образом можно соединять приборы внутри объекта проводами RS-485, а в общую сеть они будут подключены через радиомодемы по радио.

В системе "Орион" оборудование общается по шине RS-485 на скорости 9600 бод, а именно на эту скорость настроены радиомодемы "Спектр 868" по умолчанию. Кроме этого, по умолчанию модемы работают в прозрачном широковещательном режиме, а именно это и нужно для работы в системе "Орион".

Таким образом, модемы "Спектр 868" изначально готовы для работы в системе "Орион" без необходимости изменения их настроек "по умолчанию" (не забудьте только выбрать рабочим интерфейс RS-485, а не RS-232).

При этом для работы системы через радиомодемы потребуется изменение настроек мастера системы - пульта С200М. Изменения настроек касается увеличения нескольких тайм-аутов, поскольку значения по умолчанию рассчитаны на быстрые ответы удаленных приборов по проводу, а при работе через модемы ответы будут приходить с задержкой.

Для настройки пульта С2000М используется программа «RS-485settings» (доступна на сайте компании "Болид"), с ее помощью следует установить следующие параметры пульта:

  • пауза перед сеансом без изменения направления - 50 мс
  • пауза перед сеансом со сменой направления - 50 мс
  • таймаут для ответа на запрос событий - 800 мс
  • таймаут для ответа на команду - 800 мс
  • таймаут для ответа при поиске - 800 мс

Итак, для работы в системе "Орион" не требуется изменение "заводских" настроек радиомодемов "Спектр 868", но необходимо изменить настройки пульта С200М.

Если вы не уверены, что модемы имеют заводские настройки, рекомендуем произвести сброснастроек (супердлинное нажатие кнопки ВЫБОР в режиме конфигурации).

Следует отметить, что изменение настроек модемов может все же понадобится, но лишь во "вспомогательных" целях: например, сменить рабочий канал (чтобы уйти от помех в канале по умолчанию) или увеличить выходную мощность модема (чтобы скомпенсировать потери в антенном фидере).

Также стоит упомянуть, что данные здесь рекомендации по использованию радиомодемов "Спектр 868" с настройками по умолчанию отличаются от рекомендаций компании "Болид" (там рекомендуют использовать между модемами режим "точка-точка"). Наш вариант более "правильный", поскольку:

  • обеспечивает связь с любым количеством удаленных приборов (вариант настроек, рекомендованный "Болид", рассчитан только на один удаленный прибор
  • позволяет сделать настройки всех модемов в системе одинаковыми (соответственно, не нужно заботиться о том, какой модем куда ставить)



Одним из частых вариантов применения радиомодемов "Спектр 868" является удаленное считывание показаний и архивов из счетчиков электроэнергии.

Поскольку модемы обеспечивает прозрачную трансляцию RS-485, проблем при работе со счетчиками, оборудованными этим интерфейсом (например, счетчики Меркурий в соответствующих исполнениях с RS-485/CAN), как правило не возникает - достаточно выбрать рабочим интерфейс RS-485 и подключить RS-485 модема к RS-485 счетчика, а второй радиомодем подключить к компьютеру с программой считывания через преобразователь USB-RS485. Настройки модемов "по умолчанию" вполне подходят для данной задачи (если скорость счетчика на RS-485 равна 9600 бод), так что нет необходимости как-то настраивать модемы для работы со счетчиками.

Работа со счетчиком через радиомодемы осуществляется с помощью стандартных программ считывания/конфигурации счетчиков, предоставляемых производителем счетчиков - для программы не будет разницы в работе со счетчиком по проводу или через радиомодем.

Программа удаленно через радиомодем может опрашивать/считывать любое количество счетчиков - нужно лишь задать всем счетчикам системы уникальные сетевые адреса и выбирать для работы счетчик с нужным адресом.

Для счетчиков Меркурий есть несколько особенностей, которые нужно учитывать:

  • Можно использовать счетчики, оборудованные как интерфейсом RS-485, так и CAN - интерфейс CAN реализован в них только на физическом уровне (близком по параметрам с RS-485), на логическом же уровне обмен по CAN и по RS-485 совпадают. При использовании счетчиков с CAN нужно лишь поменять полярность подключения интерфейса RS-485 модема.
  • Из-за особенностей реализации RS-485/CAN в счетчиках может иметь значение включение/выключение терминального резистора на шине RS-485 - если вдруг не получается наладить обмен между модемом и счетчиком по RS-485/CAN, попробуйте подключить такой резистор между сигналами А и В шины RS-485.
  • Интерфейс RS-485/CAN счетчиков требует подключения питания на соответствующие клеммы счетчика (как правило, 7...12 В).



Да, конечно. Мы заинтересованы в том, чтобы клиенты не просто купили наше оборудование, а чтобы оно у них работало, поэтому мы с удовольствием предоставим нужный комплект оборудования для проверки его работы в вашей системе в конкретных условиях эксплуатации.

Подробнее >>