Радиоканальная система дистанционного контроля состояния
При проектировании автоматизированных систем контроля и управления
для промышленных предприятий и коммунальных служб городского хозяйства
часто возникает необходимость использования беспроводной передачи данных
о состоянии датчиков устройств управления. Так, в системах водоснабжения
включение подачи воды осуществляется на насосной станции, уровень воды
контролируется датчиками, расположенными в удалённых резервуарах, а
осуществлять контроль состояния датчиков по проводным линиям зачастую
невозможно, например, из-за интенсивного движения транспорта. В подобных
случаях гораздо удобнее передавать данные о состоянии датчиков по радиоканалу.
Для этого была разработана радиоканальная система дистанционного контроля
состояния датчиков, структурная схема которой приведена на рис. 1.
В состав системы входят:
датчики с релейными выходами (в нашем случае, 4 шт.);
контроллер 1 (PIC16F84), осуществляющий оценку состояния датчиков,
передачу этой информации модему и управление режимами работы модема;
модуль радиопередатчика (ТХМ);
модуль радиоприёмника (RXM);
модемы (FX614) на приёмной и передающей сторонах;
контроллер 2 (PIC16F84), осуществляющий управление режимами работы
модема, управление релейными модулями и светодиодной индикацией;
релейные модули для включения исполнительных механизмов;
панель светодиодной индикации.
Выбор элементной базы для реализации системы мотивировался в основном
минимальной стоимостью, удобством применения и доступностью микросхем.
В качестве модема была выбрана микросхема FX614 фирмы CML. Это маломощная
интегральная микросхема на КМОП-транзисторах, предназначенная для приёма
и передачи асинхронных данных со скоростью 1200 бит/с, в соответствии
с протоколом Bell 202. Хотя микросхема ориентирована на использование
в телефонных системах телеметрии, она удобна и для использования в радиомодемах.
Наибольший интерес в данной разработке представляет узел, включающий
контроллер PIC16F84 и микросхему модема FX614. Упрощённая схема этого
узла показана на рис. 2.
Взаимодействие контроллера (DD1) и модема (DA1) в этой схеме осуществляется
по шести линиям (DET, RDYN, TXD, RXD, CLX, M0). По линии DET модем передаёт
контроллеру информацию о наличии принимаемого сигнала, что влияет на
состояние выхода RB5 контроллера, определяющее светодиод HL1. По линии
RDYN модем информирует контроллер о готовности к передаче данных. По
линии TXD на модем от контроллера поступают передаваемые данные, а по
линии RXD принимаемые модемом данные передаются контроллеру. По линии
CLX на модем поступает сигнал синхронизации. Состояние линии М0 определяет
рабочий режим модема (приём/передача). Состояние второго управляющего
входа М1 фиксировано (0).
В режиме приёма сигнал с приёмного модуля через полосно-пропускающий
активный RC-фильтр, реализованный на встроенном в модем усилителе и
пассивных элементах R7, R8, C6, C7, поступает на вход встроенного в
модем фильтра для дальнейшей обработки.
В режиме передачи сигнал снимается с выхода модема TXOP и через резистор
R10 подаётся на вход ЧМ-модулятора передающего модуля.
Для контроллера и модема используется общий кварцевый резонатор ZQ1.
Поскольку в разработанной системе описываемый узел работает либо в режиме
сбора и передачи данных, либо в режиме их приёма и обработки, в схеме
имеется перемычка (X13, X14) для выбора режима.
На кафедре РПУ МЭИ под руководством доцента Богатырева Е.А. разработано
устройство с радиомодемной линией связи на микросхеме FX614. Конструктивно
“блок сбора и передачи данных” и “блок приёма и обработки” выполнены
на унифицированной печатной плате и в одинаковых корпусах, защищённых
от пыли и влаги.
В заключение отметим, что описанная разработка может быть достаточно
быстро модифицирована для сбора и обработки данных с большего числа
датчиков. Имеется также возможность обеспечения двустороннего обмена
данными.
По вопросам использования в разработках микросхем модемов фирмы CML
можно обращаться в центр CML-МЭИ (тел. 362-7495).
При передаче больших потоков информации предпочтительнее использовать
модемы, специально предназначенные для работы в радиоканале:
FX429 — дуплексный FFSK-модем со скоростью передачи 1200
и 2400 бод;
CMX469 — дуплексный FFSK-модем с выбором скорости передачи
1200, 2400 или 4800 бод, содержит полосовые фильтры;
CMX589A — дуплексный GMSK-модем со скоростью передачи 4…200
Кбит/c, может быть использован для синхронной накачки данных
при передаче по радиоканалу;
FX909A — GMSK-модем с коммутацией пакетов и скоростью 4…19,2
Кбит/с;
FX919B — полудуплексный 4-уровневый ЧМн (FSK) модем с коммутацией
пакетов, с обнаружением и коррекцией ошибок и скоростью передачи
4,8…19,2 Кбит/с;
FX929B — аналогичен FX919B, совместим с RD-LAP и RCR STD-47.
Поставки продукции CML в СНГ осуществляет «МАКРО ТИМ» (Москва),
тел.:(095) 306-0026, e-mail: sales@sei-macro.msk.ru.
Торговый партнёр в Украине: ООО «БИС-электроник»(Киев)
тел.(044) 490-35-99
