Прошу помочь с выбором готового решения (или полуфабриката) для следующей задачи: нужно организовать сбор информации с газовых счетчиков, имеющих адаптер для передачи данных по RS-485.

Условия:

- количество устройств передачи: от 200 до 1000. Прием информации должно осуществлять ОДНО устройство. Связь и обмен инфо между собой (технологии ZigBee или SimpliciTI) они иметь не могут, поскольку:

- расстояния от 1 до 30км до пункта приема на относительно ровной местности. Места установки - не обслуживаемые, питания нет. Предполагается, что есть возможность организации прямой видимости с учтановкой на передатчиках направленных антенн типа Yagi.

- передача информации (количество кубов газа) должна происходить периодически - раз в неделю или месяц, соответственно, скорость передачи данных на момент отправки - минимальная. Все остальное время потребление устройства минимально: только для накопления показаний счетчика газа.

- соответственно на приемном участке должен быть адаптер для ПК и софт, который сортирует по ID устройства и раскладывает в таблицу все принятые данные.

Рассматривал вот этот вариант: http://www.coronis.com/en/waveflow2.html
но устройство работает по типу ZigBee, только по их собственному протоколу Wavenis, и цена у них запредельная.

Склоняюсь вот к этому варианту: http://www.digirf.com/En/Product-6.html
но есть вопросы - сможет ли оно быть заточено под вышеуказанные требования?

заранее большое спасибо за все советы и предложения.

Если питание этого модуля хотите осуществлять от литиевой батареи прибора, как я понял, то этот модуль кушает слишком много в спящем режиме (целых 300мкА). Все известные мне полуфабрикаты на эту частоту имеют этот недостаток из-за своей универсальности. Почему не хотите сделать приёмо-передатчик или передатчик самостоятельно на каком-нибудь маловыводном наноВаттном PIC или ATtiny?
И ещё, если питание от литиевой батареи, то здесь напрашивается однонаправленная радиопередача с разделением приборов по времени передачи от внутреннего таймера, т. к. в этом случае потребление резко снизится за счёт отсутствия необходимости приёма сигнала опроса счётчиков.

Я думаю литиевый элемент не обязателен, поскольку питание можно организовать от высококачественных элементов типа АА или ААА - это не проблема, так как корпус для устройства - вопрос решаемый.

По поводу однонаправленности и разделения по времени - по моему это единственно возможный вариант. Хотя это в принципе компромиссное решение именно для уменьшения потребления. Произвольный опрос датчиков - полезная функция, но в данном случае ею можно пренебречь.

Насчет самостоятельного изготовления устройства - нет подготовки по данному направлению и времени на исследования и эксперименты, поэтому и задал вопрос сюда, может у кого есть решение, мы могли бы обсудить вопросы взаимовыгодного сотрудничества.

Собственно структурная схема достаточно проста: телеметрический контроллер -> контроллер радиопротокола -> УКВ радиоканал.
Учитывая объем и период передачи данных, а также гарантированную передачу на расстояние до 30 км - можно порекомендовать узкополосный пакетный радиоканал (протокол AX.25 или подобный).
При этом передача данных может быть как с квитированием (двухсторонняя) с перезапросом либо широковещательная (односторонняя).
Единственное, что не совсем мне нравиться в Вашем ТЗ, это отсутствие питания в местах установки оборудования и требование гарантированной связи на 30 км.
И еще вопрос - есть ли у Вас разрешение на УКВ частоту? Это важно, так как выходная мощность УКВ радиоканала должна быть несколько Ватт (в зависимости от типа антенн и характера трассы).

Это "взаимовыгодное сотрудничество" сможет стать выгодным только при серийном производстве, да и то, только на начальном этапе (по моему опыту). Затем заказчик копирует разработку и посылает исполнителя (тоже). И доводы заказчиков при всём этом мне ясны и понятны.
В конце концов, есть чипы rfPIC и много им подобных, которые заструганы на эту задачу. К чипам производители выпускают отладочные платы и море инфы, поэтому освоение задачи не так уж проблематично. А на первом этапе можно взять и тот модуль, что Вы указали, если с питанием нет проблем, его даже аакумуляторы 2700мАч почти год будут питать, не говоря уже о сверхъёмких алкалиновых батареях. Только нужно будет ещё буферные ёмкости поставить для режима передачи и, возможно, кварцы более стабильные впаять для исключения сбоев во времени. Хотя последнее проще исключить алгоритмом неоднократной передачи с небольшой паузой, различной для различных счётчиков.

Мне тоже совсем не нравится расстояние в 30км и отсутствие питания, но таковы условия.
По поводу разрешений на частоты - я поэтому и выбрал 433 диапазон ISM, на который проще получить разрешение. По предварительным переговорам с органами лицензирования, можно получить разрешение на передатчики мощностью вплоть до 5 ватт (на первичной основе). Так что здесь проблем нет.


Я хотел купить именно разработку в готовом виде. Точнее в виде принципиальной схемы и софта, согласно приведенному ТЗ.



Вопрос такой - а на участке приема тоже этот же модуль нужно использовать? Эти модули выпускаются парами как я понял и работают именно в паре. Следовательно мне нужно все передатчики синхронизировать с одним модулем, который будет выступать в качестве приемника и разнести передачи данных по времени? А по ID передатчика приемник не сможет фильтровать данные в случае если несколько передатчиков ведут передачу данных одновременно?

И еще вопрос, модуль на основе СС1110 поддерживает протокол RS-485?

Готов взяться за полную разработку устройства (433МГц/5Вт/узкополосный радиоканал/безошибочный пакетный радио протокол/телеметрия с портом RS485) с предоставлением работающих полукомплектов (диспетчерская станция и удаленные телеметрические станции) и предоставить документацию для производства (принципиальные схемы, ПП, ПО).
Об использовании указанных Вами Low power модулей - не теряйте времени, эти модули (а также упомянутые на rfPIC, на CC1100 etc) в связи со своим построением, могут работать только на ограниченные расстояния и никак не на 30 км. Также указанные модули не обеспечивают безошибочную передачу данных в радиоканале.

http://www.soel.ru/cms/f/?/311537.pdf

http://www.soel.ru/cms/f/?/325051.rar

делали что-то подобное несколько лет назад на чипконе 5 Вт пробили дамбу по-моему 21 км, скорость передачи 9.6 кбит\с. Есть опытные образцы. Местность должна быть не только ровной но и антенны лучше подтянуть повыше. Продажа разработки - не очень интересно. Поставка блоков под ключ с решением системных вопросов в процессе работы и установки с гарантийным обслуживанием.

Похожая задача, была реализована и успешно работает. Наберите в поиске RS202, это старое название системы, и получите море ссылок.
Разработана эта система в фирме Альтоника, и продается до сих пор. В свое время работал в этой фирме разработчиком и знаю эту систему изнутри. Это то что вам надо.

Они выпускаются в паре для приёма-передачи. В Вашем случае эффективнее однонаправленная связь.

Приёмный модуль останется лишь приёмным модулем, а рассинхронизацию передатчиков (счётчиков) во времени будет отслеживать, программа, обрабатывающая цифровой сигнал с приёмного модуля.

Если один счётчик вещает на расстоянии 100м, а другой - 30км, то да, но во многих случаях- нет. Программа должна сообщать о вероятной рассинхронизации и неполучения данных с какого-либо счётчика. В случае опасного приближения или пропадания сигналов счётчиков необходимо техобслуживание счётчиков оператором сети. Без проблем могу взяться за разработку такой системы в нашей фирме, но готового решения не имею и не знаю.

А всё-таки Meter-Bus - неплохая затея: никакого геморроя со связью + надёжное питание всех счётчиков на долгие годы!

5 Вт - какие элементы питания модуля будут использоваться? И еще вопросы: узкополосный канал, какое конкретно значение частоты имеется в виду, 150Гц? И сможет ли система принимать и обрабатывать данные всех передатчиков сразу?


Большое спасибо за ссылки - очень интересная разработка и много материалов. Буду разбираться.


Не подскажете на какой элементной базе сделана эта система? Передатчик в этой системе довольно многозадачная вещь, контролирующая множество датчиков и, видимо в связи с этим, дорогая для моего случая.


Вот этот модуль: RC1180-MBUS подходит для решения, но у него нет MCU.


Они решили задачу достичь дальности связи до 100км при мощности передатчика 10мВт.

1) Свинцовые не обслуживаемые аккумуляторы на требуемую емкость ( например ). Преимущества - низкая стоимость, доступность, широкий температурный диапазон, безопасность эксплуатации.

2) Узкополосный радиоканал значит, что будет использоваться разрешенная в данном диапазоне частот полоса сигнала не более 20 кГц. При этом реальная полоса приемного канала будет равна именно 12-15 кГц, а не 300 кГц (из которой программно-аппаратно получают меньшее значение) как в случае упомянутых модулей. Все это сильно сказывается на реальном радио покрытии и гарантии доставки информации, не говоря уже о законности применения.

3) Встроенный блок радио пакетного протокола обеспечивает безошибочную передачу информации. Однако система принимает информацию от удаленных объектов последовательно - одна удаленная станция в конкретный момент времени. Среднее время посылки примерно до 1 сек. В случае большого количества удаленных объектов можно использовать одновременную работу на нескольких частотах (одна частота - для группы датчиков).

Был разработан вариант передатчика работающий от одной литиевой батареи год или два, не помню. Это было предназначено для счетчиков бытового газа. Была развернута экспериментальная зона и даже работала. Судьба ее мне неизвестна, я ушел, или вернее меня ушли.
Мощность передатчика 10 мВт, модуляция частотная с девиацией 100 Гц.
Элементную базу не помню, я тогда ушел в другой отдел и не мог в полной степени все знать.
Комплектация на сумму не более 20 $, примерно.

А вот я профессионально занимался всеми видами счётчиков и сейчас пытаюсь профессионально заниматься радиоэлектроникой, поэтому мне вся вышесказанная хрень режет по ушам. 10мВатт на 30 км - чушь! Излучаемая мощность - начиная от 1 Ватта, и не менее. Поэтому литиевую батарею и аккумуляторы надо буферировать электролитами со сверхмалыми токами утечки, только алколиновые сильноточные могут потянут мощность без буфера, и то в первое время.

у GPS-спутника мошность от 25 Ватт, вроде...
а до него 20000км....
и доплеровский сдвиг, впридачу.

Но он же находится в космосе, а не в квартире или частном доме, например, у реки или моря.

Обычно, в дискуссии, не приводят такие доводы " я профессионально занимался всеми видами счётчиков и сейчас пытаюсь профессионально заниматься радиоэлектроникой", это звучит по меньшей мере смешно.
Потрудитесь вести себя повежливее, и если считаете, что кто то не прав, то доказывайте формулами, цифрами или логическими рассуждениями, если у вас есть запас знаний для этого.

Нисколько не сомневаюсь в возможностях RS202...
смущает, что не видно развития метода. Где вражеские аналоги ? С какими трудностями столкнулась эта разработка ? Каковы ограничения ?

Разработка изделия закончена года четыре назад и сей час идет серия.

Извините, вчера был невполне адекватен, поэтому забуровил. А одними формулами всё не посчитать, на 433 МГц и рельеф местности, и погода важны. Но минимальную мощность для 30 км при идеальных условиях передачи и приёма я обязательно рассчитаю, чуть позже.

Извинения приняты.
Попробуйте по эмпирическим формула Окамура-Хата посчитать потери распространения. Полоса канального фильтра приемника 50 Гц. Коэффициент шума приемника 2.5 dB. Усиление приемной антенны 10 dB.

предполагаю, что нераспространённость метода вызвана уязвимостью перед преднамеренными помехами...
кто его использует - помалкивает. и что запоёт охранная система, когда плохие парни конкурентов разберутся с протоколом.
GPS тоже не может сопротивляться спуфингу - удивляюсь, как ещё работают навигаторы и трекеры в больших городах. (глонасс запустят и "случайно" старый жпс перестанет работать)

У нас на работе есть специализированный немецкий эмпирический калькулятор для расчёта мощности и длины радиосвязи, поэтому и прошу повременить. Вот здесь: http://autocb.ucoz.ru/publ/dalnost_lpd_radiosvjazi/1-1-0-12 есть практические исследования дальности раций на этой частоте.
Мощности до 5 Ватт.

Тут такой холивар на эту тему...

Так всеж таки, возможна ли передача сообщений на расстояние 150км при 10мВт мощности? В моем случае даже нет необходимости в мговенной и 100% вероятности доставки сообщения, как для ОПС. А 10мВт решают проблему долговечных и компактных элементов питания.

Почему-то мои представления о связи на 433 МГц в корне расходятся с представленными в этой теме. Ладно, если бы опыта не было, а ведь работал же. 15 км пробили только вдув 0.5 Ватта в передающую антенну, вынесенную на мачту, причём приёмная была логопериодической. Было бы не так обидно, что только мои представления о связи на 433 МГц неверны, но попадаются вот такие документы: Нажмите для просмотра прикрепленного файла, где указаны ещё более скромные расстояния (см. последний модуль на 500 мВт). Неужели чувствительность приёмников для передающих модулей до 10 мВт удалось повысить до -160 дБм?

При всем уважении к мнению Valery_Vlad - предложенная система RS202 от Альтоника однозначно не может работать в обсуждаемой задаче по следующим причинам:

- при указанной энергетике радиоканала 10мВт на частоте 433 МГц даже с учетом узкополосности сигнала зона радиопокрытия не может быть 30 км даже с направленной антенной на удаленном объекте
- используемый RS202 протокол с накоплением (передача нескольких одинаковых сообщений в посылке) существенно увеличивает занятость радиоканала, и соответственно, уменьшая пропускную способность обслуживаемых удаленных датчиков. Учитывая накладываемый еще на это эффект "скрытых передатчиков" система становиться вообще не работоспособной для обсуждаемой задачи.

Таким образом, мой вывод:
- или заявленные характеристики радиоканала соответствуют действительности и система не может выполнить требования ТЗ
- или заявленные характеристики радиоканала не соответствуют действительности и система действительно работоспособна
- или заявитель не указал дополнительные технические средства, участвующие в выполнении ТЗ (например, активные регенерирующие ретрансляторы или шлюзы с радиоканала на кабельную сеть и обратно).




В решении Альтоники используется два момента, которые Вы не учитываете - узкополосный сигнал (полоса 50Гц) и накопление сигнала.

Это еще почему?


Не знаю что вы подразумеваете под накоплением сигнал, но того что вы написали нет.



Что такое скрытые передатчики?


Я не знаю вашего ТЗ и потому система может и не соответствовать ему.


Этого вообще не понял?!



В данной системе ретрансляция невозможна!



Вот, пожалуйста, разъясните, почему узкополосный сигнал - это плохо, а накопление сигнала - просто нет в системе.



Нет, чувствительность приемника -143 dBm.

Для сравнения приведу пример работы 10 мВт передатчика с тональной модуляцией на воздушном шаре. (Пускали в Сергиевом посаде) Была достигнута дальность приема 300 км на любительскую аппаратуру. Я в Москве принимал сигнал на радиостанцию носимую, на четвертушку, с земли.

Относительно накопления - посмотрите описание на рекомендованное вами изделие - там указано, что информация о состоянии переповторяется в пакете 8 раз, и из-за этого вместо посылки длиной 2 сек (т.к. очень узкополосный канал) пакет от одного удаленного объекта занимает 16 секунд!!!

Относительно "скрытых передатчиков" - поможет Google и комбинация "syndrom hidden transmiter".

Относительно ТЗ - моего ТЗ здесь нет, есть ТЗ от участника под именем "Parallax". Смотрите первое сообщение темы.

Относительно "заявленные характеристики радиоканала не соответствуют действительности и система действительно работоспособна" - это значит, что опубликованные характеристики радиоканала могут не соответствовать реальным характеристикам конкретного изделия, например, заявлена выходная мощность передатчика 10 мВт, а в реалии на конкретном образце выходная ВЧ мощность существенно больше.

Относительно того , что "узкополосный сигнал - это плохо" - не было от меня такого заявления.

Относительно "воздушного шара" - так никто это не оспаривает, аналогичный опыт и у меня. Но речь-то идет о конкретном обсуждении - в ТЗ (первое сообщение темы ) 433 МГц / 200-1000 объектов на земле, а не в космосе и не на воздушном шаре.

И теперь относительно почему не будет работать на 30 км в указанных условиях (433 МГц/10мВт/на земле). Для меня это очевидно и считать ничего тут не надо. Вы в Москве и я в Москве. Предлагаю пари - покупаем вместе (расходы 50/50) рекомендованный вами комплект RS202, проверяем характеристики радиоканала на предмет соответствия заявленным, проводим испытания в Москве. Если комплект работает и обеспечивает безошибочную связь на 30 км с расположенными на земле комплектами и одной направленной и одной ненаправленной антеннами, я вам плачу стоимость 5 таких комплектов. Если нет, то вы оплачиваете мне стоимость 5 указанных комплектов.

а за годы длительной успешной эксплуатации rs202 удалось кому-нибудь сфотографировать внутренности абонентского модуля ?

В интернете были даже схемы, самостоятельно снятые с рабочих изделий.
Были фотографии радиолюбителей, которые принимали участие в совместном эксперименте с Альтоникой, дабы прекратить всякого рода слухи о 202 системе. Опубликованы на каком то форуме, не помню, давно было. Такая бодяга была!
Ничего особенного там не видно. Под экраном синтезатор, вне экрана усилитель мощности, процессоры, стабилизаторы питания, и подключение к шлейфам, и др. аппаратуре относящейся к охране.



В свое время я много времени посвятил 202 системе, разработал методику измерения ее параметров, и разработал новое железо базовой станции с улучшенными параметрами.
И повторно заниматься 202 на общественных началах не собираюсь, и за такие смешные деньги, тоже. Вы наверно, не представляете, сколько и какой аппаратуры нужно для измерений. Ваши 50/50 это мелочь в кармане.
Или вы может надеетесь в ходе эксперимента узнать все секреты? Напрасно, я знаю только железо и алгоритм работы. А все, что вы хотели бы знать находится в памяти процессоров, и надежно защищено битом защиты. И еще, существует такая вещь, которая мне не позволит выдать секреты разработки, она называется совесть. Для справки стоимость базовой станции примерно 3000 $. Абонентской аппаратуры примерно 100$. Купите и ломайте.
А если вы хотите увидеть в действии 202, то для этого не надо покупать ее. Поезжайте в любой ЧОП, где стоит система получите отзывы из первых рук.

Преднамеренно забить эту систему не так просто, она одновременно принимает сигнал с двух разнесенных частотных диапазонов. Динамический диапазон приемника системы порядка 120 dB.
При том что передача идет каждый раз на другой частоте. Попробуйте забить.

Представляю прекрасно, какая требуется для этого измерительная аппаратура, более того - она у меня вся есть.
Нигде не упоминал даже, что собираюсь узнавать какие-то секреты в ходе эксперимента или заниматься реверс инженерингом.
Просто предложил Вам доказать не бесплатно то, в чем вы уверенны. Спасибо, вопрос закрыт.

Когда хотят узнать секрет, обычно, не сообщают об этом. А в простое бескорыстное любопытство (затратив при этом кучу денег), простите, не верю.
На этом отключаюсь.

Дааамс...150км. Это ведь кривизну земли надо еще обогнуть, т.е поднять хотябы одну антенну метров на 100 как минимум. Вообще система интересная, последний раз был на выставке элекроникс, специально подошел к стенду Альтоники. Однако системы не увидел, да и на мои вопросы както никто толком не ответил, типо мы не специалисты и вообще это не к нам. Очень странно это все. Ведь если заявленные параметры- правда, то система действительно уникальная и лишняя реклама ей бы не помешала.

Думаю, что в Сочи этого будет недостаточно, там нужно толи от тропосферы отражение принимать, толи на каждой горе приёмники или ретрансляторы ставить. Уверен, что от ладшафта и климата здесь дальность очень сильно зависит.

из нудного обсуждения системы картинка с внутренностями передатчика

Вообще-то речь идет о пригороде Ташкента. Равнинная местность с застройками не выше 9-этажек.


Спасибо за ссылку. Даже на мой непрофессиональный взгляд, логическая часть устройства перегружена дискретными элементами. Какой ток потребления у него в режиме standby?
Вопрос к Valery_Vlad как к человеку, причастному к разработке данного девайса: можно ли адаптировать устройство применительно к моей задаче? Другими словами, возможен ли там интерфейс для "сухого контакта/геркона", наличие таймера и архивной памяти, для периодического пробуждения и передачи накопленных данных?

Это серийное охранное устройство, и для газовых счетчиков не годится. Есть специально для газовых счетчиков разработанное изделие, оно намного меньше по размерам и по потреблению и по цене.
На счет интерфейса не в курсе, обратитесь в Альтонику с вопросом. Они могут разработать по вашему ТЗ какое вам нужно изделие. Вопрос в количестве минимальной партии, за малое количество не возьмутся.

В продуктовой линейке на сайте Альтоники не нашел подобных устройств для газовых счетчиков. Обратился с вопросами и вышеуказанным ТЗ в коммерческий и технический отделы компании - пока ответа нет.

... "... расстояния от 1 до 30км до пункта приема на относительно ровной местности ..."
может искать решение в иной плоскости ? ( озвученные "5..10 мВт на 150 км" - развесистая полемика-альтоника ...)



"- передача информации (количество кубов газа) должна происходить периодически - раз в неделю или месяц ... "
Скважность - приличная ... Считать усредненное потребление априори бесполезно - ибо нет требований по температуре ("Места установки - не обслуживаемые, питания нет")
Да и по источникам ограничений никаких, может там вообще ветряк разумо вполне себе поставить ?

В Центре приема инфы - воздушный шар на растяжках, внутри него - сенсор-детектор-демодулятор-декодер (нужное - подчеркнуть),
хоть скоростная видеокамера с секторной обработкой (к "базе" требования тоже расплывчаты)
В десятиметровый шарик "прицелится" думаю вполне реально ...

P.S. Впервые испытана лазерная связь между самолётом и спутником

"Спутник Artemis Европейского космического агентства (ESA) впервые в мире установил лазерный канал связи с летящим самолётом — на дистанции 40 тысяч километров ....."

"Развиваемая французскими инженерами система обладает рядом преимуществ перед радиоканалом: она позволяет передавать большой массив данных с высокой скоростью при небольшом весе оборудования и низком расходе электроэнергии, что для геостационарных аппаратов очень важно."

Напишите в личную почту.

Судя по полосе ПЧ тракта, и в передатчике и в приемнике должны быть термокомпенсированные (статированные?) кварц.генераторы не хуже 1*10Е-7. Можно ли это все заставить работать в импульсном режиме (для случая батарейного питания)?

Там стоят термокомпенсированные кварц.генераторы не хуже 3*10Е-6. Там играет роль кратковременная стабильность частоты во время передачи.

Очень интересно. И это будет работать даже если в процессе связи будет перерыв в несколько часов (/дней/месяцев)?
Вот еще модем какойто *ttp://altonika.ru/detail.php?id=528 бросается в глаза цифра потребления на передаче -200мА, при том что вых.мощность всего 10мВт. Вы не знаете почему так?

Хоть сто лет. Здесь нет синхронизации по времени.


Там просто, мощность не 10 мВт.

http://www.radioscanner.ru/info/article303/



При такой стабильности опорных генераторов в 50 Гц полосу просто не попасть в приёмнике.

видно - два синтезатора, работают по-очереди. никаких СС11хх... самая полезная часть TCXO...

На рисунке видно, что они работают по очереди?

Причем тут СС11хх... самая полезная часть TCXO... , не понял.

TCXO, наверно, самый дорогостоящий компонент.
СС11хх - одно из современных типовых решений