Fermio WG v2 Specyfikacja Techniczna

Fermio WG v2 Specyfikacja Techniczna

Spis treści 1. Wprowadzenie... 4 1.1. Przedmiot specyfikacji... 4 1.2. Opis ogólny... 4 2. Specyfikacja parametrów mechanicznych... 5 2.1. Obudowa... 5 2.2. Sposób montażu... 5 2.3. Warunki środowiskowe... 5 2.4. Klasa palności... 6 2.5. Rodzaj chłodzenia... 6 2.6. Klasa ochrony IP... 6 2.7. Slot na kartę SIM... 6 2.8. Podłączenie anteny... 6 2.9. Wyposażenie dodatkowe wchodzące w skład urządzenia... 6 2.10. Tabliczka znamionowa na obudowie... 6 2.11. Opis złączy i sygnałów... 7 3. Specyfikacja parametrów elektrycznych... 8 3.1. Napięcie znamionowe... 8 3.2. Zakres napięcia wejściowego... 8 3.3. Pobór mocy... 8 3.4. Zabezpieczenie przed przepięciami... 8 3.5. EMC odporność na zakłócenia... 8 3.6. EMC emisja zakłóceń... 8 4. Interfejsy komunikacyjne... 9 4.1. Złącze mini PCI Express... 9 4.2. Komunikacja 3G/LTE... 9 4.3. Porty Ethernet... 9 4.4. Łącza szeregowe RS-232, RS-485... 9 4.5. Wejścia cyfrowe/analogowe... 9 4.6. Wyjście cyfrowe... 9 5. Specyfikacja oprogramowania... 10 5.1. System operacyjny Linux... 10 5.2. Aplikacje OpenSource... 10 5.3. Interfejs użytkownika... 10 5.4. Wbudowany WATCHDOG... 10 5.5. Firewall... 10 5.6. Przekierowanie portów... 10 5.7. Syslog server... 10 5.8. Konfiguracja adresów IP... 11 5.9. Serwer DHCP dla LAN... 11 5.10. Klient DHCP dla WAN... 11 2

5.11. DHCP Relay... 11 5.12. NTP... 11 5.13. SMS Control... 11 5.14. SMS Alarm... 12 5.15. SNMP v1/v2c/v3... 12 5.16. SSH oraz TELNET... 12 5.17. DDNS (Dynamic DNS update client)... 12 5.18. IEEE 802.1p Class... 12 5.19. IPsec VPN... 12 5.20. OpenVPN / SSL VPN client... 13 5.21. Fail-over... 13 5.22. Sygnalizacja lokalna... 13 5.23. Sygnalizacja zdalna... 13 5.24. Komunikacja na portach RS... 13 3

1. Wprowadzenie 1.1. Przedmiot specyfikacji Specyfikacja dotyczy komputera przemysłowego Fermio WG dedykowanego do pełnienia roli bramy telekomunikacyjnej (Gateway) w różnych zastosowaniach przemysłowych. Charakterystykę wariantu, którego tyczy się specyfikacja przedstawiono w poniższej tabeli: Opis Komunikacja WAN Fermio WG v2 modem 3G/LTE Porty LAN 2x Ethernet (10/100, RJ-45) vinterfejsy 4x Wejście parametryczne 1x RS-485 1x RS-232C 1x 1-Wire 1x wyświetlacz OLED Obudowa WAGO 2857-123 Oprogramowanie Linux Yocto Aplikacje OpenSource Konsola SSH Interfejs WEB GUI 1.2. Opis ogólny Gateway Fermio WG łączy w sobie funkcjonalność modemu komunikacyjnego (3G/LTE lub WiFi), routera telekomunikacyjnego z wbudowanymi funkcjami bezpieczeństwa (VPN, Firewall) oraz konwertera portów (RS232/485, USB i I/O). Dzięki temu urządzenie można wykorzystać do bezpiecznej transmisji wrażliwych danych z różnych urządzeń automatyki przemysłowej. Urządzenie jest wyposażone w procesor Intel Quark w architekturze x86 oraz system operacyjny Linux, co pozwala na szybkie definiowanie funkcjonalności przez aplikacje OpenSource. Konfiguracja funkcjonalności zdefiniowanych przez aplikacje w systemie Linux możliwa jest za pośrednictwem konsoli SSH lub wygodnego interfejsu użytkownika, udostępnionego przez stronę WWW. Płyta główna komputera posiada dużą liczbę interfejsów wewnętrznych (minipcie, GPIO, I2C, SPI, UART, RS485, USB 2.0, 1-Wire), umożliwiających realizację różnych interfejsów zewnętrznych: 3G/LTE, WiFi, Ethernet, USB, Bluetooth LE, GPS, RS-232, RS-485, CAN, 1-Wire, wejścia cyfrowe i analogowe oraz wyjścia przekaźnikowe. Płyta PCB komputera jest dostosowana do obudowy modułowej WAGO typ: 2857-123 do montażu na szynę DIN. Z uwagi na konstrukcję obudowy i ograniczoną możliwość wyprowadzania interfejsów zewnętrznych: 2x port RJ45, 2x złącze antenowe SMA, 3x złączka uniwersalna z czterema pinami, Fermio WG występuje w różnych wariantach konfiguracyjnych. 4

2. Specyfikacja parametrów mechanicznych 2.1. Obudowa Obudowa WAGO typ 2857-123 Gniazda picomax, z możliwością kodowania, 4-biegunowe Przezroczysta pokrywa panelu czołowego z możliwością plombowania Temperatura otoczenia w warunkach pracy: -40 C +70 C Parametry znamionowe zgodnie z IEC/EN 60664-1 Napięcie znamionowe (III / 3): 250 V Napięcie znamionowe udarowe (III / 3): 4 kv Prąd nominalny: 16A Obciążenie ogniowe: 2.653 MJ 2.2. Sposób montażu Standardowy montaż pionowy na szynie DIN TS 35 / TH 35 Urządzenie może pracować w pionie i w poziomie 2.3. Warunki środowiskowe Temperatura pracy urządzenia: od -20 C do +50 C Temperatura pracy urządzenia z dodatkowym radiatorem: od -20 C do +70 C Temperatura składowania: od -25 C do +70 C Wilgotność dla całego urządzenia: <95%. Bez kondensacji pary wodnej. Odporność na chwilową kondensację zgodnie z 3K7 IEC 60721-3-3 Opcjonalne zabezpieczenie przed wpływem wilgoci przez lakierowanie elektroniki na PCB Brak zabezpieczenia złącza minpcie - brak odporności na kondensację pary wodnej. 5

2.4. Klasa palności Klasa palności dla PCB i obudowy: V0 wg UL94 (bez halogenu i silikonu) 2.5. Rodzaj chłodzenia Chłodzenie pasywne (bez ruchomych elementów chłodzących) Realizacja w formie płyty miedzianej o dużej powierzchni, montowanej wewnątrz obudowy i odprowadzającej ciepło z procesora 2.6. Klasa ochrony IP Klas ochrony: IP20 zgodnie z EN 60529 Urządzenie dedykowane do szaf sterowniczych w automatyce przemysłowej 2.7. Slot na kartę SIM Slot typu push-push na kartę micro SIM dostępna z tyłu obudowy 2.8. Podłączenie anteny Dwa złącza SMA (50 Ω) dedykowane dla anten 3G/LTE i WiFi Montaż anteny MAIN na górnym wypuście obudowy Montaż anteny AUX na dolnym wypuście obudowy Antena AUX niezbędna dla modemów LTE dla spełnienia parametrów radiowych zgodnie z 3GPP Release 11 2.9. Wyposażenie dodatkowe wchodzące w skład urządzenia Opcjonalny kabel Ethernet 1,5m CAT 5 Opcjonalne opakowanie kartonowe dedykowane dla każdego modemu Opcjonalna instrukcja użytkownika (papierowa lub na płycie CD) Deklaracja zgodności CE 2.10. Tabliczka znamionowa na obudowie Nazwa producenta: 3CityElectronics Typ modemu: Fermio WG v2 Wariant realizacji: v.01a Napięcie zasilania: 24 VDC Maksymalny pobór mocy: 6 W Numer seryjny: TA-xxxxxxxxxx Kod kreskowy: Oznaczenia: urządzenie bezpieczne, znak CE, RoHS Schemat połączeniowy z oznaczeniem sygnałów wejściowych i wyjściowych 6

2.11. Opis złączy i sygnałów ZŁĄCZE 1 (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) ZŁĄCZE 2 (Górna antena) ZŁĄCZE 3 (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) ZŁĄCZE 4 (Eth1) ZŁĄCZE 5 (Dolna antena) ZŁĄCZE 6 (3.1, 3.2, 3.3, 3.4) ZŁĄCZE 7 (Eth0) ZŁĄCZE 8 (SIM) PIN1 GND INPUT 1 INPUT 3 PIN2 RS N GND INPUT 4 PIN3 1Wire Antena 1 RJ45 Antena 2 RS232 TX INPUT 2 (MAIN) (LAN) (AUX) GND PIN4 RS P RS232 RX OUTPUT NC/NO VCC RJ45 (WAN) Micro SIM 7

3. Specyfikacja parametrów elektrycznych 3.1. Napięcie znamionowe Napięcie zasilania +24V DC 3.2. Zakres napięcia wejściowego od +9V DC do +36V DC 3.3. Pobór mocy Łączny pobór mocy mniejszy niż 6W Sprawność przetwornicy 24/5V DC: 90% 3.4. Zabezpieczenie przed przepięciami Odporność na przepięcia od strony zasilania: do 4kV Odporność na przepięcia od strony złączy: Ethernet, RS i I/O: 1kV (Możliwa ochrona do 4kV tylko dla Ethernetu przy zmianie typu złącza.) Odporność EMC (chwilowy strzał max 1s): 8kV HBM 3.5. EMC odporność na zakłócenia EN 61000-6-1 norma dla urządzeń domowych EN 61000-6-2 norma dla urządzeń przemysłowych PN-EN 55024:2011 norma dla urządzeń IT PN-EN 55035 norma dla urządzeń multimedialnych 3.6. EMC emisja zakłóceń PN-EN 61000-6-3 norma dla urządzeń domowych PN-EN 61000-6-4 norma dla urządzeń przemysłowych PN-EN 55032:2015 norma dla urządzeń multimedialnych 8

4. Interfejsy komunikacyjne 4.1. Złącze mini PCI Express Urządzenie posiada złącze w standardzie mini PCI Express umożliwiające podłączenie dowolnego modemu zgodnego z tym standardem. Przykładowe wspierane modemy: o SimCom SIM7100 LTE o Intel 4965AGN MM2 WiFi o Huawei ME909u-521 LTE o Telit HE910 Mini PCIe 3G W zależności od wybranego modemu Fermio WG może działać jako Gateway 3G/LTE lub Gateway WiFi 4.2. Komunikacja 3G/LTE Transmisja pakietowa GPRS/UMTS/HSPA+/LTE (bez komend AT) Maksymalna przepływność Gateway ograniczana na poziomie procesora: Downlink: 30 Mbps, Uplink: 10 Mbps 4.3. Porty Ethernet 2x RJ45 port Ethernet 10/100 Mbps Zarządzalny switch Konfiguracja domyślna 1x LAN (serwer DHCP) i 1x WAN (klient DHCP) Konfiguracja opcjonalna 2x LAN (Serwer DHCP) 4.4. Łącza szeregowe RS-232, RS-485 RS-485 dwuprzewodowy (N,P) wyprowadzony na dedykowanym złączu fizycznym Opcjonalne wyprowadzenie złącza RS-232 (TX, RX, GND) 4.5. Wejścia cyfrowe/analogowe Trzy wejścia cyfrowe GPIO (parametryczne) Opcjonalne dodatkowe czwarte wejście cyfrowe GPIO (parametryczne) 4.6. Wyjście cyfrowe Opcjonalne jedno wyjście przekaźnikowe (izolowane) typu NO/NC 9

5. Specyfikacja oprogramowania 5.1. System operacyjny Linux Urządzenie jest wyposażone w system operacyjny Linux Yocto 2.1.2 kernel 4.1 5.2. Aplikacje OpenSource Zastosowany w urządzeniu procesor Intel w architekturze x86 pozwala na instalowanie w urządzeniu aplikacji sprawdzonych i przetestowanych na komputerach PC, zarówno aplikacje OpenSource jak również rozwiązania dedykowane 5.3. Interfejs użytkownika Pełna konfiguracja funkcjonalności zdefiniowanych przez aplikacje w systemie Linux możliwa jest za pośrednictwem konsoli SSH Obsługa wybranych funkcjonalności urządzenia możliwa jest za pośrednictwem wygodnego interfejsu użytkownika WEB GUI Dostęp do Web GUI przez HTTP i HTTPS 5.4. Wbudowany WATCHDOG W urządzeniu funkcjonuje dedykowany sprzętowy Watchdog (mikroprocesor PIC) który nadzoruje poprawności pracy procesora głównego (Intel). Oprogramowanie Watchdog pozwala na konfigurację czasu bezczynności po którym następuje automatyczny restart urządzenia Opcjonalnie możliwa jest konfiguracja restartu urządzenia zgodnie z ustawionym czasem zegara Opcjonalnie możliwa jest konfiguracja restartu urządzenia wyzwalana przez zewnętrzny komunikat SMS przychodzący z uprawnionego numeru telefonu. 5.5. Firewall Filtrowanie ruchu przychodzącego z interfejsów LAN i WAN Reguły bazujące na fitrowaniu adresów IP, portów i protokołów w ustalonych relacjach Konfiguracja reguł firewall z poziomu Web GUI. 5.6. Przekierowanie portów Translacja NAT i DNAT Przekierowanie portów i protokołów na interfejsach LAN i WAN Konfiguracja translacji adresów z poziomu Web GUI. 5.7. Syslog server Zbieranie typowych zdarzeń systemu OS oraz zdarzeń definiowanych przez użytkownika Zapis wszystkich zdarzeń z systemu w pamięci nieulotnej Przegląd i filtrowanie zdarzeń z poziomu WEB GUI Możliwość wysyłania logów na serwer zewnętrzy zgodny z SYSLOG 10

5.8. Konfiguracja adresów IP Konfiguracja adresu i maski dla podsieci, w której urządzenie będzie się komunikować z urządzeniami peryferyjnymi podłączonymi do portów LAN i WAN Przypisanie statycznego adresu IP pod którym będzie dostępne urządzenie Konfiguracja ustawień sieci LAN z poziomu WEB GUI 5.9. Serwer DHCP dla LAN Dynamiczny przydział adresów IP dla urządzeń podłączonych do portów LAN Definicja podsieci lub puli adresów IP które będą przydzielane Dystrybucja adresu IP, maski podsieci oraz Gateway Domyślna konfiguracja serwera DHCP dla portu LAN (Eth0) Opcjonalne konfiguracja serwera DHCP dla obu portów LAN i WAN Opcjonalnie dystrybucja innych parametrów konfiguracyjnych w ramach Opcji DHCP Konfiguracja serwera DHCP z poziomu WEB GUI 5.10. Klient DHCP dla WAN Pobieranie adresu IP, maski podsieci oraz Gateway z zewnętrznego serwera DHCP w sieci klienta Opcjonalnie pobieranie innych parametrów konfiguracyjnych w ramach Opcji DHCP Domyślna konfiguracja klienta DHCP dla portu WAN (Eth1) Opcjonalne konfiguracja klienta DHCP dla obu portów LAN i WAN Konfiguracja klienta DHCP z poziomu WEB GUI 5.11. DHCP Relay Opcjonalna funkcjonalność DHCP Relay pozwalająca na przydział adresów IP dla urządzeń peryferyjnych (urządzenia podłączone do portów LAN) z zewnętrznego serwera DHCP 5.12. NTP Synchronizacja czasu z zewnętrznego serwera protokołem NTP Możliwość konfiguracji adresu IP serwera NTP z poziomu WEBGUI 5.13. SMS Control Konfiguracja SMS przychodzących np. restartujących modem Obsługa zdefiniowanej listy numerów uprawnionych do zdalnego restartu (wsparcie dla SMS zależy od wybranego modułu GSM i oprogramowanie Firmware) 11

5.14. SMS Alarm Wysyłanie wiadomości SMS w odpowiedzi na zdarzenie zarejestrowane przez urządzenie: pobudzenie na wejściu cyfrowym NO/NC lub zdefiniowane zdarzenie w logu systemowym Wysyłanie wiadomości SMS w odpowiedzi na pobudzenie z urządzenia peryferyjnego (np. sterownika) przez RS-232 lub Ethernet (ramka na socket TCP/UDP, IP+port) Wysyłanie wiadomości SMS z informacją o statusie pracy modemy np. zerwanie połączenia GPRS, niski poziomi sygnału RSSI Konfiguracja numeru GSM adresata i treści wiadomości w skrypcie przez SSH Konfiguracja obsługi wiadomości SMS z poziomu WEBGUI Komunikaty alarmowe mogą być wysyłane jako wiadomości SMS lub za pośrednictwem protokołów takich jak SNMP/MQTT 5.15. SNMP v1/v2c/v3 Monitoring urządzenia za pośrednictwem protokołu SNMP, Pooling parametrów z bazy MIB Wysyłanie SNMP TRAP gdy wystąpi zdarzenie zdefiniowane w systemie Obsługa standardowych baz MIB oraz dedykowana baza MIB zawierająca parametry charakterystycznie dla urządzeń z rodziny Fermio Konfiguracja obsługi SNMP z poziomu WEB GUI 5.16. SSH oraz TELNET Urządzenie wspiera protokół SSH Konsola SSH dostępna jest lokalnie za pośrednictwem portu Ethernet oraz zdalnie przez sieć GSM Urządzenie wspiera protokół TELNET, jednak domyślnie obsługa protokołu TELNET jest wyłączona ze względów bezpieczeństwa. (Możliwość włączenia na życzenie klienta świadomego, że nie jest to protokół bezpieczny). 5.17. DDNS (Dynamic DNS update client) Dynamic DNS update client zgodny z NoIP lub DynDNS Konfiguracja DNS z poziomu Web GUI 5.18. IEEE 802.1p Class Obsługa protokołu 802.1p jest zaimplementowana w jądrze systemu Linux Zarządzanie priorytetami pakietów z wykorzystaniem priorytetów portów Ethernet 5.19. IPsec VPN Urządzenie wspiera obsługę tuneli IPsec Szyfrowanie z wykorzystaniem PSK i certyfikatów Obsługa certyfikatów w standardzie X.509 Konfiguracja IPsec z poziomu Web GUI 12

5.20. OpenVPN / SSL VPN client Urządzenie wspiera obsługę tuneli OpenVPN Realizacja z wykorzystaniem aplikacji OpenSource dla systemu Linux 5.21. Fail-over Urządzenie wspiera Fail-over tylko w przypadku dwóch łączy transmisji WAN np. modem 3G/LTE + łącze WAN na porcie Ethernet 5.22. Sygnalizacja lokalna Prezentacja statusu pracy urządzenia na wyświetlaczu OLED Informacja o obciążeniu procesora i zajętości pamięci Informacji o poziomie sygnału RSSI dla modemu 3G/LTE Informacja o adresach IP dla portów LAN1, LAN2/WAN i GSM Sygnalizacja stanu komunikacji diodami przy złączach Ethernet 5.23. Sygnalizacja zdalna Udostępnianie informacji dla systemów zdalnych protokołami SNMP lub MQTT Udostępnianie informacji dla systemów zdalnych protokołem ModBUS Informacja o obciążeniu procesora i zajętości pamięci Informacji o poziomie sygnału RSSI dla modemu 3G/LTE Informacja o adresach IP dla portów LAN1, LAN2/WAN i GSM 5.24. Komunikacja na portach RS Konfiguracja przezroczystej komunikacji RS over Ethernet Konfiguracja typu złącza RS-232 lub RS-485 Wybór między TCP lub UDP Konfiguracja adresu IP i port Konfiguracja buforowanej komunikacji np. ModBUS/ DLMS Konfiguracja RS z poziomu WEB GUI 13