Przemysłowe sieci informatyczne

Transkrypt

1 Przemysłowe sieci informatyczne OPRACOWAŁ TOMASZ KARLA Komunikacja bezprzewodowa wybrane przykłady

2 Różne technologie bezprzewodowe - Bluetooth - WiFi - ZigBee - modemy GSM - modemy radiowe

3 Wybrane urządzenia SATEL SATELLINE-EASy Częstotliwość pracy : MHz Interfejsy: Port1: RS-232 fixed Port2: LVTTL, TTL or RS-232 / 422 Prędkość transmisji: Radio / RS bps

4 Wybrane urządzenia SATEL SATELLAR-2DS Częstotliwość pracy : MHz Interfejsy: Ethernet, RS-232 Prędkość transmisji: Radio bps / RS bps Dodatkowe cechy: - modularność (możliwość rozszerzenia o moduły GSM czy GPS) - szyfrowanie transmisji, firewall

5 Wybrane urządzenia Moxa OnCell G3150 Częstotliwość pracy : GSM/GPRS/EDGE- 850/900/1800/1900-MHz Interfejsy: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485 Prędkość transmisji: Edge 237 Kbps DL 237 Kbps UL, GPRS 85.6 Kbps DL, 43 Kbps UL Dodatkowe cechy: - możliwość tunelowania danych za pomocą SMSów - 2 wejścia cyfrowe, 1 przekaźnik

6 Wybrane urządzenia Moxa W406 Częstotliwość pracy : GSM/GPRS/EDGE-850/900/1800/1900-MHz CPU: EP9302 ARM9 32-bit RISC CPU, 200 MHz OS: WinCE 6.0/Embedded Linux with MMU, v Interfejsy: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485 Prędkość transmisji: Edge 237 Kbps DL 237 Kbps UL, GPRS 85.6 Kbps DL, 43 Kbps UL Dodatkowe cechy: - możliwość tworzenia prostych algorytmów do obsługi wejść/wyjść cyfrowych i komunikacji, - obsługa USB i kart pamięci, - 4 wejścia cyfrowe, 4 przekaźniki, sygnalizacja diodami LED

7 Przykład laboratoryjny: obiekt P1 P2 P3 P4 Zbiornik 1 (ZB1) Zbiornik 2 (ZB2) Zbiornik 3 (ZB3) Zbiornik 4 (ZB4) ZBx zbiornik Px pompa Zx zawór główny Zxy zawór przelewowy Z1 Z2 Z3 Z4 Z12 Z13 Z14 Z21 Z23 Z24 Z31 Z32 Z34 Z41 Z42 Z43

8 Przykład laboratoryjny: obiekt Obiekt składa się z 4 zbiorników (ZBx). Każdy zbiornik posiada połączenia z trzema pozostałymi zbiornikami poprzez jeden zawór główny (Zx) oraz znajdujące się za nim zawory przelewowe (Zxy). Do każdego zbiornika podłączona jest pompa (Px). Układ jest zamknięty, nie posiada dodatkowych dopływów ani odpływów. Aby mógł nastąpić dopływ cieczy do zbiornika, musi być aktywna jego pompa oraz otwarte zawory z innych zbiorników, które pozwolą na przepływ cieczy z nich do zbiornika docelowego. Sterowanie poziomami wody polega na regulacji przepływu między zbiornikami za pomocą otwierania/zamykania zaworów oraz włączania/wyłączania pomp (0 jako zawór zamknięty/pompa wyłączona lub 1 jako zawór otwarty/pompa włączona). Gdy wszystkie zawory są otwarte i wszystkie pompy pracują, suma odpływów i dopływów się zeruje w każdym ze zbiorników, co powoduje utrzymanie stałego poziomu cieczy w zbiornikach.

9 Przykład laboratoryjny: układ sterowania Układ składający się z 5 stacji: -1 stacja zawierająca obiekt sterowania -4 stacje regulatorów Struktura komunikacyjna: Obiekt Komunikacja między stacjami z wykorzystaniem technologii bezprzewodowych w dwóch wariantach: -komunikacja radiowa, -tunelowanie SMS Regulator ZB1 Regulator ZB2 Regulator ZB3 Pomiary poziomu wody w zbiornikach Sterowania zaworami/pompą Regulator ZB4

10 Przykład laboratoryjny: cechy wybranych technologii bezprzewodowych RADIOMODEMY - natychmiastowa transmisja, - duża częstotliwość wysyłania kolejnych pakietów, - bardzo łatwo o kolizję sygnałów na danym paśmie transmisyjnym, - duży zasięg, - wszystkie urządzenia muszą obsługiwać jedno wybrane pasmo, MODEMY GSM Z TUNELOWANIEM SMS - długi czas dochodzenia SMS (typowo od 10 do 20 sekund), - ograniczona częstotliwość wysyłania kolejnych pakietów, - niemal gwarantowane dostarczenie wiadomości, - możliwość docierania pakietów w nieprawidłowej kolejności, - bardzo duży zasięg, wiele częstotliwości - możliwość obsługi przez zwykły telefon komórkowy

11 Przykład laboratoryjny: wybrane problemy i rozwiązania RADIOMODEMY - kolizja na paśmie: Opracowanie mechanizmu unikania kolizji (przekazywanie tokena, stałe okna czasowe transmisji, master-slave) - rozpoznawanie jednostki nadawczej: Dodatkowa identyfikacja pakietów, opracowanie wymaganej struktury przesyłanych danych MODEMY GSM Z TUNELOWANIEM SMS - odbiór SMSów w złej kolejności: Dobranie czasu wysyłania kolejnych pakietów zgodnie z zaobserwowanymi opóźnieniami w transmisji, Numerowanie/oznaczanie czasu nadawania kolejnych pakietów w celu wykrywania złej kolejności, - rozpoznawanie jednostki nadawczej: Dodatkowa identyfikacja pakietów, opracowanie wymaganej struktury przesyłanych danych

12 Przykład laboratoryjny: wskazówki do pracy w środowisku MATLAB/Simulink W czasie laboratorium należy: 1. Przygotować modele z wykorzystaniem toolboxa Simulink Desktop Real-Time. 2. Ustawić stały krok symulacji równy 1s. 3. W zależności od wykorzystanej metody komunikacji bezprzewodowej należy ustawić interwał wysyłania danych na 1s dla radiomodemów i co najmniej 10s w wypadku modemów GSM. Bloki odbierania danych powinny być ustawione na interwał 1s.

13 Przykład laboratoryjny: wskazówki do pracy w środowisku MATLAB/Simulink Przydatne bloki Simulink: - blok MATLAB Function: blok, w którym można pisać własne skrypty, można deklarować wejścia i wyjścia bloku, - blok Enabled Subsystem: blok subsystemu (można w nim umieszczać inne bloki), którego elementy są uruchamianie tylko w momencie podania niezerowego sygnału na port włączenia subsystemu (górny port), przydatne do włączania bloku wysyłania danych w ściśle określonych momentach, - blok Transport Delay, który wprowadza opóźnienie sygnału (przydatne w określaniu przedziałów czasowych dla komunikacji), - blok Memory, który zapamiętuje dane do niego wprowadzone, może posłużyć jako blok z wartościami początkowymi w pętlach algebraicznych

14 Dziękuję za uwagę