ARS3-MODEM dokumentacja modemu radiowego do lokalnej transmisji danych w wolnych pasmach 433MHz i 868MHz

Transkrypt

1 ARS3-MODEM dokumentacja modemu radiowego do lokalnej transmisji danych w wolnych pasmach 433MHz i 868MHz dokument DOK wersja 1.0 arskam.com 1 firma ARIES Warszawa Polska

2 1. Zastosowania 2. Podstawowe parametry 3. Sygnały i złącza 4. Zmiana parametrów pracy 5. Metody optymalizacji transmisji danych 6. Problemy i prawdopodobne powody ich wystąpienia 2 firma ARIES Warszawa Polska

3 1. Zastosowania Modemy radiowe typu ARS3 przeznaczone są do lokalnej transmisji danych cyfrowych. Wykorzystywane są zakresy w pasmach 433MHz i 868MHz dopuszczone do użytkowania bez licencji i zezwoleń. Modemy pełnią rolę przeźroczystego sprzęgu pomiędzy portami UART współpracujących z nimi urządzeń. Oznacza to, że dane wysłane portem UART jednego urządzenia pojawią się w takiej samej formie na wejściu portu UART innego połączonego z modemem odbiorczym. Podczas naprzemiennego przesyłu danych nie jest wymagany żaden specjalny protokół transmisji. Przy pomocy sygnału będącego odpowiednikiem sygnału CTS w standardzie RS232, modem informuje o możliwości wystąpienia przepełnienia wewnętrznego buforu. Użytkownik ma możliwość zmiany parametrów pracy modemów ARS3 takich jak szybkość transmisji portu szeregowego UART, szybkość transmisji łącza radiowego, wybór kanału, poziom mocy nadawania. Modemy ARS3 są dostępne jako moduły oraz jako kompletne urządzenia w obudowie. 2. Podstawowe parametry praca w nie licencjonowanych pasmach radiowych 433MHz i 868MHz ilość kanałów: 10 standardowo możliwość wyboru spośród 3 szybkości transmisji kanałem radiowym: 2,4kBaud, 10kBaud i 38,4kBaud możliwość ustawienia poziomu mocy w trybie nadawania w zakresie od -30dBm do +10dBm port szeregowy UART z sygnałami TxD i RxD pracującymi z poziomami logicznymi 0V 3,3V/5V format transmisji UART: 8 bitów danych, 1 bit stopu, bez bitu parzystości możliwość ustawienia szybkości transmisji portu UART w zakresie: od 1,2k do 115,2k dwa oddzielne (nadawczy i odbiorczy) 1024 bajtowe bufory sygnał informacji o bliskim zapełnieniu buforu nadawczego -stan H (funkcjonalny odpowiednik sygnału CTS) gniazdo SMA (żeńskie) dla przykręcenia zewnętrznej anteny dwie opcje wykonania: jako moduł z 2 dwurzędowymi złączami szpilkowymi w obudowie ze złączem 2x5 styków dla gniazda zaciskanego na taśmie zasilanie napięciem stałym w zakresie od +4,5V do +12V średni pobór prądu ok. 60mA wymiary: modemu-modułu: 45 x 40 x 12mm modemu w obudowie: 92 x 50 x 30mm 3 firma ARIES Warszawa Polska

4 3. Sygnały i złącza 3.1. Wersja wykonania modemu: moduł Widok płytki modemu w wersji modułu Rys.1 W tabeli zostały zestawione wyprowadzenia sygnałów złączyh JP2 i JP3 z Rys.1 Tabela 1 złącze styk wyprowadzenie opis 1 3V3Out Wyjściowe napięcie 3,3V obciążalność do 20mA 2 n.c. 3 GND masa 4 n.c. JP2 5 n.c. 6 n.c. 7 n.c. 8 n.c. 9 n.c. 10 n.c. 11 n.c. 12 n.c. 13 n.c. 14 n.c. 15 n.c. 16 n.c. 4 firma ARIES Warszawa Polska

5 JP3 17 Wyprowadzenie przycisku 18 n.c. 19 n.c. 20 n.c. Wyprowadzenie przycisku testowego 1 3V3Out Wyjściowe napięcie 3,3V obciążąlność do 20mA 2 Vz Napięcie zasilania AR3-MODEM (4,5V - 12V) 3 GND masa 4 RESET Linia zerowania mikrokontrolera, stan aktywny niski (podciągana wewnętrznym opornikiem) 5 n.c. 6 n.c. 7 n.c. 8 n.c. 9 n.c. 10 n.c. 11 n.c. 12 TxD UART Wyjście Tx Portu Szeregowego UART 13 RxD UART Wejście Rx Portu Szeregowego UART 14 CTS Wyprowadzenie sygnału przepełnienia buforu (CTS) 15 n.c. 16 TMS JTAG linia TMS mikrokontrolera 17 TDI JTAG linia TDI mikrokontrolera 18 TCK JTAG linia TCK mikrokontrolera 19 TRST JTAG linia TRST mikrokontrolera 20 TDO JTAG linia TDO mikrokontrolera o ile nie zaznaczono tego inaczej wszystkie linie pracują z poziomami logicznymi 0-3,3/5V 3.2. Wersja wykonania modemu: modem w obudowie Widok złącza modemu z zaznaczeniem pozycjonera złącza Rys firma ARIES Warszawa Polska

6 W tabeli zostały zestawione wyprowadzenia sygnałów w gnieździe z Rys.2 Tabela 2 styk wyprowadzenie opis 1 n.c. 2 CTS Wyprowadzenie sygnału przepełnienia buforu (CTS) 3 RxD Wejście Rx Portu Szeregowego UART 4 TxD UART Wyjście Tx Portu Szeregowego UART 5 n.c. 6 n.c. 7 n.c. 8 GND masa 9 n.c. 10 Vz Napięcie zasilania AR3- MODEM (4,5V - 12V) 6 firma ARIES Warszawa Polska

7 4. Zmiana parametrów pracy Modemy radiowe ARS3 pozwalają użytkownikowi na zmianę niektórych parametrów. W tym celu można wykorzystać program narzędziowy ARSET3 lub miniarset3 udostępniany na stronie internetowej producenta lub Korzystając z oprogramowania narzędziowego do zmiany ustawień modemu należy najpierw podłączyć modem do komputera i uruchomić jego autoamtyczne wykrywanie według następującego schematu: Połączyć wyprowadzenia RxD i TxD układu z portem COM lub USB komputera przy pomocy kabla i właściwego interfejsu. Używając panelu testowego PT1 firmy ARIES można skorzystać z zamontowanych na PT1 interfejsów i gniazd. Należy zasilić układ a na komputerze uruchomić oprogramowanie narzędziowe mini ARSET Na zakładce Podłączanie nacisnąć klawisz automatycznego wyszukiwania dołączonego urządzenia Rys3-1 Rys.3 Po wykryciu dołączonego do komputera urządzenia w polu informacyjnym zostanie wyświetlony komunikat o sukcesie wyszukiwania oraz informacja o wersji oprogramowania modemu Rys3-2. Po wykryciu podłączonego modemu można otworzyć zakładkę Ustawienia. 7 firma ARIES Warszawa Polska

8 Rys.4 Korzystając z elementów manipulacyjnych na zakładce Ustawienia można zmienić takie parametry radio modemu ARS3 jak: szybkość transmisji radiowej szybkość transmisji portu szeregowego UART numer kanału radiowego moc w trybie nadawania alias (nazwę własną) modemu UWAGA! Ustawienia parametru tryb pracy nie należy zmieniać. Powinien mieć wartość jak na Rys.4 (1)tryb Modemowy. 5. Metody optymalizacji transmisji danych Modemy ARS3 są przeźroczyste dla transmisji pomiędzy dwoma urządzeniami wymieniającymi za ich pośrednictwem dane. Oznacza to, że nie wymagają dodatkowych protokołów transmisji. Dzięki buforom nadawczym i odbiorczym możliwa jest transmisja nawet jeśli porty szeregowe UART urządzeń pracują z różnymi szybkościami. Dla zapewnienia płynnej transmisji należy pamiętać o kilku warunkach Przepełnienie buforu wejściowego modemu nadawczego Dane wysłane z urządzenia nadawczego poprzez port szeregowy UART są przejściowo zapisywane w buforze wejściowym. Z bufora dane są sukcesywnie pobierane i wysyłane torem radiowym do modemu odbiorczego. Jeżeli ustawiona szybkość pracy UART-a będzie wysoka np. 115,2k szybkość transmisji radiowej mała np. 2,4k a rozmiar jednorazowo transmitowanego bloku danych duży >1024 bajty to może dojść do przepełnienia buforu, nadpisania danych i błędów transmisji. Taką sytuację pokazuje Rys firma ARIES Warszawa Polska

9 W takiej sytuacji należy zastosować jedno z poniższych rozwiązań: wykorzystać sygnał przepełnienia (CTS). W momencie jego pojawienia się urządzenie nadawcze powinno niezwłocznie przestać wysyłać nowe dane portem UART. Transmisję można wznowić po skasowaniu przez modem sygnału przepełnienia. zmienić ustawienie szybkości transmisji portu UART na niższe lub ustawić większą szybkość transmisji torem radiowym przesyłać bloki danych <1024 bajtów. Pomiędzy kolejnymi blokami powinna występować przerwa w transmisji niezbędna do opróżnienia buforu odbiorczego przez wysłanie jego zawartości kanałem radiowym 5.2. Przepełnienie buforu wyjściowego w modemie odbiorczym Jeżeli porty UART modemów odbiorczego i nadawczego pracują z różnymi szybkościami może dojść do przepełnienia buforu wyjściowego modemu odbiorczego, nadpisania danych i błędów transmisji. Sytuacja taka może wystąpić gdy modem odbiorczy będzie miał ustawioną niską szybkość transmisji portu UART a w modemie nadawczym szybkość transmisji portu UART będzie wysoka przy jednoczesnej dużej szybkości transmisji torem radiowym. Sytuację taką pokazuje Rys.6. W takiej sytuacji należy zastosować jedno z poniższych rozwiązań: zwiększyć szybkość transmisji portu UART modemu odbiorczego tak aby była równa lub wyższa niż ustawiona szybkość transmisji portu UART modemu nadawczego 9 firma ARIES Warszawa Polska

10 przesyłać bloki danych <1024 bajtów. Pomiędzy kolejnymi blokami powinna występować przerwa w transmisji niezbędna do opróżnienia buforu w modemie odbiorczym poprzez wysłanie jego zawartości portem UART 5.3. Utracenie części przesyłanych danych na skutek przypadkowych zakłóceń Na skutek przypadkowych zakłóceń elektromagnetycznych ze strony zewnętrznych źródeł może niekiedy dochodzić do zniekształcenia pojedynczej transmisji radiowej. W takim przypadku wewnętrzne mechanizmy kontroli modemu ARS3 spowodują odrzucenie całej transmitowanej paczki danych. Jeżeli spójność transmisji ma znaczenie użytkownik powinien przesyłać dane w sposób uporządkowany zgodnie z własnym protokołem z procedurą każdorazowego potwierdzania odbioru bloku danych. 6. Problemy i prawdopodobne powody ich wystąpienia Modem odbiorczy nie odbiera. skontrolować napięcie zasilające obydwa modemy sprawdzić czy w obydwu modemach jest ustawiona taka sama szybkość transmisji radiowej sprawdzić czy obydwa modemy pracują na tym samym kanale zbliżyć oba modemy na odległość kilku metrów i przesłać transmisję testową. Jeżeli zostanie odebrana ustawić maksymalny poziom mocy wyjściowej i przeprowadzić próbę w docelowym ustawieniu modemów Modem odbiorczy jako odebraną transmisję wysyła przypadkowy ciąg znaków. sprawdzić czy ustawiona szybkość transmisji portów UART modemów jest taka sama jak szybkość transmisji dołączonych do nich urządzeń W transmisji odbiorczej losowo występują zaniki części przesyłanych danych. modemy mogą pracować na granicy zasięgu. Należy maksymalnie zwiększyć poziom mocy wyjściowej i zmniejszyć szybkość transmisji radiowej na najmniejszą możliwą należy zmienić usytuowanie modemów tak aby ich anteny były wzajemnie widoczne jeżeli modemy pracują bardzo blisko siebie należy w każdym zmniejszyć poziom mocy wyjściowej dla uniknięcia przesterowania W transmisji odbiorczej następuje regularna utrata całych bloków danych. może dochodzić do nadpisywania danych w buforach modemów. Sposoby eliminacji tego zjawiska opisane są w punkcie 5 niniejszej instrukcji. Opracowanie firma ARIES firma ARIES Warszawa Polska