УДК 004.75

Cучкова Л.И.

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ БЕСПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ В СИСТЕМАХ МОНИТОРИНГА

ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им.И.И.Ползунова»

В данном докладе рассматривается разработка микроконтроллера для системы мониторинга, позволяющего  повысить  надежность передачи данных на базе радиомодема малого радиуса действия.

Ключевые слова: радиомодем, микроконтроллер, интерфейс, мониторинг

In the given report development of the microcontroller for monitoring system is considered. It allows to boost reliability of a data transmission on the basis of a radio modem of small radius of action.

Keywords: a radio modem, the microcontroller, the interface, monitoring.

Одним из перспективных методов обмена данными в автоматизированных системах мониторинга является радиосвязь []. Целью настоящей работы являлось повышение надежности передачи данных радиомодемом малого радиуса действия за счет его интеграции с микроконтроллерным устройством, поддерживающим архивацию данных и контроль доставки потребителю.

Радиомодемы малого радиуса действия обеспечивают более интенсивный обмен данными в сравнении с радиомодемами большого радиуса как за счёт использования более высоких скоростей передачи в радиоканале, так и за счёт более быстрого переключения «приём/передача». В сравнении с радиомодемами сотовых сетей радиомодемы малого радиуса действия позволяют экономить на платежах оператору сотовой сети и обеспечивают более оперативную доставку сообщений.

Передающий компонент, обеспечивающий беспроводную связь, включает блок управления, запоминающее устройство, модуль передатчика. Приемник включает в себя блок управления и модуль приема. Управление модулями приемника и передатчика, а также сбор информации осуществляют микроконтроллеры (МК). Циклически перезаписываемый архив передач хранится на Flash-памяти, управляемой МК со стороны передатчика.

Сигнал поступает с прибора контроля на передатчик, где записывается до следующего сеанса передачи. Сеанс передачи данных выполняется с фиксированным интервалом времени. Вначале формируется пакет из передаваемых данных и служебной информации, обеспечивающей целостность передачи. Затем пакет подается на передающий модуль и дублируется  в циклически перезаписываемое запоминающее устройство, для обеспечения учета в случае отключения приемника. Между сеансами связи модули переходят в режим экономии электроэнергии. Пакет данных, полученный от передатчика, проверяется и передается на ЭВМ через её интерфейс. На передатчике также реализован интерфейс ЭВМ для снятия истории передачи из запоминающего устройства в случае сбоя приема.

Блок управления передатчика выполняет функции контроля и управления всеми модулями устройства, отвечает за инициализацию и управление передающим модулем, ведение архива сеансов передачи данных в запоминающем устройстве, регистрацию и учета импульсов с внешнего источника, выгрузку архива сеансов передачи из запоминающего устройства в ЭВМ. Запоминающее устройство -  EEPROM - память с интерфейсом I2C - отвечает за хранение журнала сессий передач данных, в одной записи которого хранится порядковый номер  переданного пакета данных и его значение. При заполнении памяти, запись продолжается циклически, перезаписывая самую старую запись журнала, при этом порядковый номер также сбрасывается на ноль.

Блок управления приемника также выполняет функции контроля и управления всеми модулями устройства, отвечает за инициализацию и управление принимающим модулем, а так же передачу полученных данных с принимающего модуля  в ЭВМ.

Связь может быть осложнена наличием препятствий распространению радиоволн и в результате многолучевого распространения возникают замирания радиоволн в точке приема. Устойчивая радиосвязь в канале с замираниями достигается за счет значительного повышения энергетики радиолинии по сравнению с каналом без замираний. При ограничении на мощность передатчика энергетика радиолинии может быть увеличена за счет повышения чувствительности приемника. Для этого необходимо уменьшать скорость передачи данных и полосу пропускания приемника. Данную задачу выполняют RF – модулирующий модуль и RF – демодулирующий модуль с интерфейсом SPI,  FSK модуляцией RFM01 (приемник) и RFM02 (передатчик) семейства RFM, компании HOPE RF..

Разработано специальное программное обеспечение, управляющее работой модулей, осуществляющее сбор информации с датчиков и/или приборов учета, копирование данных в архив и управляющее организацией связи с персональным компьютером. Программное обеспечение разработано в среде CodeVisionAVR для микроконтроллера ATtiny2313 семейства ATtiny компании ATMEL, имеющего встроенный интерфейс USART для связи с ЭВМ по RS232, встроенный  SPI-интерфейс для обмена с модулями приёма\передачи, порты для подключения всей необходимой периферии, а также достаточный объем памяти программ. Программирование микроконтроллера реализовано с помощью isp программатора.

Выполнено тестирование разработанного аппаратного и программного обеспечения в системе контроля потребления энергоресурсов университетского кампуса. Преимуществами предложенной разработки по сравнению с аналогами являются высокая надежность, простота настройки и низкая цена.

Литература:

1. Елизаров И.А. Технические средства автоматизации. Программно-технические комплексы и контроллеры: Учебное пособие [Текст]// И.А. . М.: Машиностроение, 2004. – 180 с.