Редкая передача данных - что выбрать CDS или GPRS?, Питание - от аккумулятора Опции

[ThePPK]

Здравствуйте!

Хотел бы просить совета от форумчан-практиков.

Задача такая - в степи стоит шкаф (температура от -30 (зимой) до +40 (в тени летом) и +60 (на солнце летом)). Питание - от аккумулятора 2 х 130 Ач = 260 Ач (зимой, очевидно, останется только 40-50Ач) и солнечных батарей. Уровень сигнала очень плохой (на земле - 108 dBm) - думаем располагать пассиную антенну типа http://www.electronshik.ru/card/gsm-antenn...a-akl-900-60453 на шесте метров в 10-15 высотой.

Шкаф должен собирать данные с метеодатчиков и слать их раз в 15 минут на сервер - не больше 100 байт. Какова оптимальная стратегия передачи данных:
1. передавать по GPRS или CDS?
2. выключать ли целиком модем / делать ли отключение GPRS несущей на время простоя?

Судя по форуму (в т.ч. http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=91897) выключать модем не стоит (большие энергозатраты на включение, может полететь sim-карта). Будет ли вообще работать sim-карта при -30? В форуме рассматривалась возможность ее подогрева.

Еще доп. вопрос - стоит ли использовать smart-модемы типа http://www.gsm-gate.ru/product/gsm-modem-irz-tc65-smart/ для более гибкого управления передачей и сбором данных с использованием Java. Стоит ли принимать во внимание доп. потребление энергии более мощным процессором по сравнению с обычным модемом или на фоне потребления при передаче это будет просто шумом?

Большое спасибо!

[molecul]

Здравствуйте!

Хотел бы просить совета от форумчан-практиков.

Задача такая - в степи стоит шкаф (температура от -30 (зимой) до +40 (в тени летом) и +60 (на солнце летом)). Питание - от аккумулятора 2 х 130 Ач = 260 Ач (зимой, очевидно, останется только 40-50Ач) и солнечных батарей. Уровень сигнала очень плохой (на земле - 108 dBm) - думаем располагать пассиную антенну типа http://www.electronshik.ru/card/gsm-antenn...a-akl-900-60453 на шесте метров в 10-15 высотой.

Шкаф должен собирать данные с метеодатчиков и слать их раз в 15 минут на сервер - не больше 100 байт. Какова оптимальная стратегия передачи данных:
1. передавать по GPRS или CDS?
2. выключать ли целиком модем / делать ли отключение GPRS несущей на время простоя?

Судя по форуму (в т.ч. http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=91897) выключать модем не стоит (большие энергозатраты на включение, может полететь sim-карта). Будет ли вообще работать sim-карта при -30? В форуме рассматривалась возможность ее подогрева.

Еще доп. вопрос - стоит ли использовать smart-модемы типа http://www.gsm-gate.ru/product/gsm-modem-irz-tc65-smart/ для более гибкого управления передачей и сбором данных с использованием Java. Стоит ли принимать во внимание доп. потребление энергии более мощным процессором по сравнению с обычным модемом или на фоне потребления при передаче это будет просто шумом?

Большое спасибо!

Рекомендации такие:
1. Раз в 15 минут - это не редкая передача данных, а довольно таки частая для GSM канала. Поэтому включать-выключать модуль действительно будет слишком затратно по энергосбережению. Проще ввести модуль в режим пониженного энергопотребления (такой почти у всех современных модулей есть).
2. CSD или GPRS - я бы выбрал GPRS, поскольку для передачи 100 байт по CSD потребуется около минуты работы модуля на максимальной мощности (с учетом уровня сигнала), а по GPRS это займет от силы 15-20 секунд, даже если сессию заново открывать.
3. SIM карты лучше вообще не использовать, а применять чип-симы, они от -40 прекрасно работают, не окисляются и счетчика перезагрузок там нет. Если же все-таки SIM карта, то подогрев делается навесными резисторами над SIM холдером.
4. Смарт-модем по ссылке, если я правильно понял - это TC65 с поддержкой Java и в корпусе с разъемом, только и всего. Если не смущает достаточно высокая цена и наличие SIM холдеров (см. п.3) то можно и его использовать. Если смущает, можно сэкономить раза в 3-4 как минимум.

[Russky]

Извиняюсь что влезаю, но возникли пару вопросов:

1. Что это за счетчик перезагрузок в сим карте? Поясните пожалуйста.

2. В CSD режиме, после установки связи, в отличии от gprs я буду иметь гарантированно 9600 бот, и эти данные будут бежать по голосовому каналу вместо голоса?

Спасибо!

А если по теме, то мне кажется было бы логичней передавать не по 100 байт (для этого есть СМС), а пакетировать сразу по килобайту и передавать этот килобайт, как наберется, т.е. не раз в 15 минут, а раз в два-три часа.
Тогда тут речь конечно идет о gprs.

[Baser]

При выборе схемы работы и типа подключения может быть важно разобраться с возможными тарифными планами местных ГСМ операторов.
Сейчас бывают очень разнообразные тарифные планы.
Напр. бывает оплата GPRS по объему данных (с различными округлениями при разрыве связи и платой за каждое подключение),
бывает фиксированная плата в сутки (месяц).
CSD бывает плата поминутно, как за голосовой звонок, бывают договоры с оператором с другими условиями.
Узнайте и прикиньте, что вам выгоднее.

По аккумуляторам: какие у вас - свинцово-кислотные гелевые или что-то еще?
В шкафу много другого электропотребляющего оборудования?
Может оказаться, что при ваших ампер-часах, заморачиваться с минимизацией потребления ГСМ блока нету смысла.
Потребление остальной аппаратуры и саморазряд может будет все перевешивать.

э.ы. передавать регулярно данные по SMS - денег не напасешься. Да и гарантированность доставки данных с SMS самая низкая,
проще говоря - никакая.

[molecul]

1. Что это за счетчик перезагрузок в сим карте? Поясните пожалуйста.

Вообще-то он называется счетчик перерегистраций в сети. Обычно имеет значение 10000, соответственно после 10 тыс. включений (а для m2m это не так и много) симка требует замены. В чип-симах этот счесчик отключен.

2. В CSD режиме, после установки связи, в отличии от gprs я буду иметь гарантированно 9600 бот, и эти данные будут бежать по голосовому каналу вместо голоса?

Нет, гарантировано будет только соединение, а скорость может быть существенно ниже - и 4800 и 2400 и меньше.

А если по теме, то мне кажется было бы логичней передавать не по 100 байт (для этого есть СМС), а пакетировать сразу по килобайту и передавать этот килобайт, как наберется, т.е. не раз в 15 минут, а раз в два-три часа.
Тогда тут речь конечно идет о gprs.

Если речь об онлайн-мониторинге погоды (а похоже это именно такое приложение), то задержки недопустимы.

э.ы. передавать регулярно данные по SMS - денег не напасешься. Да и гарантированность доставки данных с SMS самая низкая,
проще говоря - никакая.

Тут тоже все индивидуально, есть тарифные планы где смс стоят по 1 копейке. А гарантированность можно обеспечить подтверждением о приеме, причем на уровне принимающего сервера, а не функции сети - подтвержения о доставке. Все равно и по GPRS подтверждение необходимо, и вероятность потери пакета в GPRS никак не меньше вероятности недоставки SMS.

[Baser]

Тут тоже все индивидуально, есть тарифные планы где смс стоят по 1 копейке. А гарантированность можно обеспечить подтверждением о приеме, причем на уровне принимающего сервера, а не функции сети - подтвержения о доставке. Все равно и по GPRS подтверждение необходимо, и вероятность потери пакета в GPRS никак не меньше вероятности недоставки SMS.

Насчет стоимости согласен, такое может быть.
А насчет вероятности недоставки SMS, все же с этим хуже, чем с GRPS.
В обеих случаях сервис предоставляется по остаточному принципу (если без спец.договора с оператором).
Но при пиковой загрузке сети при GPRS просто не будет связи с сервером, это логически просто отследить.
В случае SMS они могут преспокойно уходить и складироваться в SMS-центре и лежать там пока не отправятся или не выйдет время жизни.
Обычно это сутки, если не ошибаюсь. А на другой день вдруг придут всей пачкой адресату.
Правда такое я у нас обычно наблюдаю только на Новый год. А вот задержки в минуты и десятки минут случаются чаще.

[ThePPK]

Огромное спасибо всем за ответы!

Судя по всему, лучше использовать GRPS, модем выключать не надо.

Если речь об онлайн-мониторинге погоды (а похоже это именно такое приложение), то задержки недопустимы.

Абсолютно верно, на самом деле, даже 15 минут - это очень редко для решения задачи. Скорее всего, будем делать раз в 5 минут отправку.

1. Раз в 15 минут - это не редкая передача данных, а довольно таки частая для GSM канала. Поэтому включать-выключать модуль действительно будет слишком затратно по энергосбережению. Проще ввести модуль в режим пониженного энергопотребления (такой почти у всех современных модулей есть).

Если делать отправку раз в 15 минут, имеет ли смысл закрывать сессию GPRS, или лучше ее непрерывно держать? Что лучше, если все-таки раз в 5 минут? Режим пониженного энергопотребления возможен при открытой сессии GPRS?

3. SIM карты лучше вообще не использовать, а применять чип-симы, они от -40 прекрасно работают, не окисляются и счетчика перезагрузок там нет. Если же все-таки SIM карта, то подогрев делается навесными резисторами над SIM холдером.

Спасибо за совет! А можно ли использовать чип-симы с обычным SIM-картовым модемом или нужен специальный ридер/модем?

4. Смарт-модем по ссылке, если я правильно понял - это TC65 с поддержкой Java и в корпусе с разъемом, только и всего. Если не смущает достаточно высокая цена и наличие SIM холдеров (см. п.3) то можно и его использовать. Если смущает, можно сэкономить раза в 3-4 как минимум.

Честно говоря, хотелось добиться надежности за счет 2х сим-карт разных операторов, - вы можете посоветовать какой-нибудь модем (не модуль), чтобы им можно было управлять через COM-порт и использовать чип-симы?

По аккумуляторам: какие у вас - свинцово-кислотные гелевые или что-то еще?
В шкафу много другого электропотребляющего оборудования?
Может оказаться, что при ваших ампер-часах, заморачиваться с минимизацией потребления ГСМ блока нету смысла.
Потребление остальной аппаратуры и саморазряд может будет все перевешивать.

Гелевые аккумуляторы. Из оборудования: GSM модем, плата сбора данных с датчиков (она же управляет модемом через RS232 и собирает данные о ветре, температуре, влажности), зарядное устройство для аккумуляторов от солнечных батарей. По идее датчики все вместе должны потреблять не больше 0,3А при 12В. Про саморазряд - не знаю. Еще шкаф думаю обложить изнутри теплоизоляцией и фольгой.

[Baser]

Если делать отправку раз в 15 минут, имеет ли смысл закрывать сессию GPRS, или лучше ее непрерывно держать? Что лучше, если все-таки раз в 5 минут? Режим пониженного энергопотребления возможен при открытой сессии GPRS?

Гелевые аккумуляторы. Из оборудования: GSM модем, плата сбора данных с датчиков (она же управляет модемом через RS232 и собирает данные о ветре, температуре, влажности), зарядное устройство для аккумуляторов от солнечных батарей. По идее датчики все вместе должны потреблять не больше 0,3А при 12В. Про саморазряд - не знаю.

Да, при таком небольшом энергопотреблении прочего оборудования модем будет вносить весомый вклад.

У меня проектов с борьбой за экономию потребления не было, поэтому проверенных советов не дам. Скажу только то, что видел в документации.
В частности, модем SIMCOM SIM900 вроде-бы умеет уходить в спячку при открытых GPRS TCP/UDP соединениях с сервером. При этом обещают потребление всего пару мА.

см. документ SIM900_TCPIP_Application_Note_V1.02.pdf
гл.10 Power Consumption with Existing Connections

Если это так, то можно открывать коннект с сервером и держать его постоянно, пока не оборвется.
Обрываться временами будет обязательно из-за связи и из-за причуд оператора (любят они временами принудительно рвать коннекты).
Так что соединение нужно будет периодически контролировать и восстанавливать при обрывах.

[Aner]

Может вам исползовать радио мдемы (или только передатчики) на 433 или 868 или 915Мгц и не мучиться с GSM?

[molecul]

Если делать отправку раз в 15 минут, имеет ли смысл закрывать сессию GPRS, или лучше ее непрерывно держать? Что лучше, если все-таки раз в 5 минут? Режим пониженного энергопотребления возможен при открытой сессии GPRS?

Да, возможен. Telit в таком режиме потребляет около 1.5 мА.

Спасибо за совет! А можно ли использовать чип-симы с обычным SIM-картовым модемом или нужен специальный ридер/модем?
Честно говоря, хотелось добиться надежности за счет 2х сим-карт разных операторов, - вы можете посоветовать какой-нибудь модем (не модуль), чтобы им можно было управлять через COM-порт и использовать чип-симы?

Есть вариант - платка, на которую напаивается сим-чип, в итоге получается полный аналог SIM карты. Проблемы с температурой и счетчиком перерегистраций в этом случае решаются, но окисление контактов никто не отменял.
Но по большому счету лучше сделать специализированное устройство, обычные модемы не предназначены для энергосберегающих режимов. Напишите сюда - обсудим проект более пристально, в том числе и по сим-чипам.

[vka_]

Огромное спасибо всем за ответы!

Честно говоря, хотелось добиться надежности за счет 2х сим-карт разных операторов, - вы можете посоветовать какой-нибудь модем (не модуль), чтобы им можно было управлять через COM-порт и использовать чип-симы?

Посмотрите этот: http://www.amrita.ru/index.php?units.php?num=276 . Потребляет в среднем около 100 мА. Сам в GPRS устанавливает связь с сервером и предоставляет прозрачный канал. При применении термосимок работает на-40.

[ThePPK]

Благодарю еще раз за помощь в решении задачи!

Может вам исползовать радио мдемы (или только передатчики) на 433 или 868 или 915Мгц и не мучиться с GSM?

К сожалению, расстояния не позволяют. Но часть датчиков нам придется из шкафа опрашивать по радиомодему. Т.е. собираем данные в шкаф по проводам и радиомодему, а потом шлем через GPRS.

Посмотрите этот: http://www.amrita.ru/index.php?units.php?num=276 . Потребляет в среднем около 100 мА. Сам в GPRS устанавливает связь с сервером и предоставляет прозрачный канал. При применении термосимок работает на-40.

Хм, выглядит любопытно, а "в среднем около 100 мА" - это при какой частоте передачи данных? Т.е. если раз в 5 минут по 100 байт слать его потребление будет ~100 мА * 5 В (его питание) - 0,5Вт в среднем, верно?

Если это так, то можно открывать коннект с сервером и держать его постоянно, пока не оборвется.
Обрываться временами будет обязательно из-за связи и из-за причуд оператора (любят они временами принудительно рвать коннекты).
Так что соединение нужно будет периодически контролировать и восстанавливать при обрывах.

Да, возможен. Telit в таком режиме потребляет около 1.5 мА.

Т.е. получается выгоднее всего постоянно держать GPRS коннект, но переходить в режим энергосбережения. Тогда лучше всего сделать пассивный режим прозрачного COM-порта: сервер какой-нибудь пакет (запрос) шлет на модем, а тот в ответ - текущие данные. Верно?

Если нужно контролировать соединение и восстанавливать, то сама эта процедура (контроля соединения) по питанию затратна?

А если модем находится в этом состоянии пониженного энергопотребления, и придет входящий пакет (запрос от сервера), модем его получит?

[molecul]

Т.е. получается выгоднее всего постоянно держать GPRS коннект, но переходить в режим энергосбережения. Тогда лучше всего сделать пассивный режим прозрачного COM-порта: сервер какой-нибудь пакет (запрос) шлет на модем, а тот в ответ - текущие данные. Верно?

Откровенно говоря, я бы не использовал GSM модем в серверном режиме - во-первых, это надо с оператором договариваться о внешнем IP либо вообще о выделенной сети, а во-вторых, это сложнее в программной реализации, хотя и ненамного. Лучше если GSM модуль будет слать пакеты по расписанию.

Если нужно контролировать соединение и восстанавливать, то сама эта процедура (контроля соединения) по питанию затратна?

Как правило, используют keep-alive пакеты - небольшие пакеты, пересылающиеся туда-обратно. Если пакет вернулся, значит связь с сервером есть. Соответственно, чем чаще эти пакеты шлются, тем больше потребление.

А если модем находится в этом состоянии пониженного энергопотребления, и придет входящий пакет (запрос от сервера), модем его получит?

Да, получит.

Сообщение отредактировал molecul - Nov 22 2011, 13:15

[Baser]

Т.е. получается выгоднее всего постоянно держать GPRS коннект, но переходить в режим энергосбережения. Тогда лучше всего сделать пассивный режим прозрачного COM-порта: сервер какой-нибудь пакет (запрос) шлет на модем, а тот в ответ - текущие данные. Верно?

Реализация соединения это уже вопрос личных предпочтений и наработок.
Я, например, прозрачный режим не люблю и не применяю. Главным образом из-за необходимости переключаться в командный и обратно.
Да и при обрыве связи модем сам вылетает в командный режим с выдачей соответствующих сообщений - а ПО ждет данные.
Считаю, что такой вариант более геморройный по сложности ПО, хотя, повторюсь, это вопрос вкуса.
Тем более есть модемы с двумя UART-ами. Через один управляешь, второй для данных...

Я бы сделал модем клиентом, который всегда стремиться подключиться к серверу.
А при наличии коннекта и сервер может инициировать обмен.
И применял бы пакетную передачу в командном режиме.

Если нужно контролировать соединение и восстанавливать, то сама эта процедура (контроля соединения) по питанию затратна?

А если модем находится в этом состоянии пониженного энергопотребления, и придет входящий пакет (запрос от сервера), модем его получит?

Обычно или перед началом обмена шлют короткий пакет типа "пинга" или просто шлют сами данные и по неприходу подтверждения начинают переподключаться.

Передача данных в любом направлении должна будить модем и возвращать его в режим нормального энергопотребления.

[GeGeL]

Хочу еще добавить: используйте UDP, а не TCP. За счет более короткого IP-заголовка при небольших данных выиграш будет весомым. Кроме того, нет процедуры коннекта с сервером ("тройного рукопожатия"), и нет необходимости в keep-alive, поддерживающих tcp-сокет.
UDP - он как пионер, всегда готов. Что касается надежности доставки, то логично самому писать алгоритм подтверждения доставки и повторов при пакетлосе на уровне клиентского приложения, а не стандартный сокет, т.к. можно заточить конкретно под вашу задачу с ее таймаутами, компромисом "надежность/экономность" и т.д.

Инициировать связь однозначно должен клиент, а не сервер. Во первых, айпи всегда динамический у сисопов (хоть и реальный), а приплетать сюда динднс - еще тот гимор. Во вторых, заметил такую штуку у сисопов - входящий айпи-пакет далеко не всегда с первого раза доходит до мобильного клиента. Хотя если клиент проявляет параллельную активность (даже в другом айпи-направлении), то всегда сразу. Подозреваю, что это какой-то механизм блокировки вирусного трафика (сканеров айпи-диаппазона) со стороны сисопов, но внятного ответа ни у кого так и не получил.

Если уж совсем необходим механизм инициализации обмена сервером, лучше использовать входящий звонок, которым будить модем, и затем опять же инициализировать обмен со стороны модема.

Сообщение отредактировал GeGeL - Nov 22 2011, 16:25