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.

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.

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.

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.

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

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



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.

Огромное спасибо всем за ответы!

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


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


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?


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?


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.

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.

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

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

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.

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.

Благодарю еще раз за помощь в решении задачи!


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.


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?



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?

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.

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.

Да, получит.

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.


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.

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.

я бы не советовал UDP, хорош в локалках только. Надежность в инете неопределённая, потерь на длинных трафиках много. Как только роутер, фаервол, и тп на пути то все. А если их несколько? Не побороть. Да и провайдеры не любят UDP_шников. С опсосами ещё и свои сложности, если у них с TCP проблем много то с UDP поболее будет. Да и роботы быстро забъют/замусорят канал, терять данные начнете в любой момент.

Не согласен абсолютно. Яркий пример - кардшаринг в спутниковом тв. Смена ключа каждые 10 сек, за это время надо отослать запрос на сервер и успеть получить ключ. Сервер находится за тысячи км от клиента, зачастую для анонимизации применяются редиректы. И на ДЕСЯТКАХ ТЫСЯЧ хардварных клиентах на трубах Siemens, на SIM300 и SIM900 видно, что использование UDP-based протокола в сети GPRS дает суммарно лучшие результаты по надежности, чем TCP. Тут факт на лицо - при не восстановленной потере пакета - на экране ТВ малевич, и юзер в гневе. Я статистически анализировал логи паралельно с нескольких клиентов, определяя таким образом места потерь и т.д.
Тем более, что TCP изначально предназначен для ГАРАНТИРОВАННОЙ доставки данных, это нужно для работы базирующихся на нем протоклов верхнего уровня HTTP, FTP и т.п. Если в нем часть данных выпадает, то сокет пытается восстановить целостность, и если не получается, то закрывает сессию, надо открывать снова. А для реалтайм-передачи в мультимедийных задачах лучше UDP. Многие телеметрические задачи именно такого плана, например, трекинг: если точка не передана до пояления новой точки, то забыли про старую и передаем новую.

Так что не стоит недооценивать UDP. Тем более, если смотреть шире, то и UDP, и TCP базируются на IP-транспорте, и маршрутизируются именно IP-пакеты. А выше (уровень сокета) надстраивается UDP или TCP. Т.о. вероятность потери IP-пакета та же.

Честно говоря, хотелось бы какое-то более высокоуровневное решение, даже, чем TCP, т.к. реализация проверки и переотправки через UDP требует много времени на разработку. Если в дальнейшем будем писать свое решение, обязательно попробуем. Спасибо!


Скорее всего у нас будет выделенная сеть со статическими внутренними адресами, так проще делать программную реализацию. Или тут есть подводные камни?


Получается, что это наиболее оптимальный вариант, т.к. частота опроса, как я уже понял, для сетей GSM у нас вполне высокая, а, учитывая режим экономии при подключенной сессии GPRS, все вроде неплохо получается.

Не могли бы вы посоветовать какое-то готовое для покупки решение - сегодня я наткнулся на M2M Gate. Вроде прозрачный ком-порт (мы, например, можем настроить посылку байта от сервера, при получении которой, плата, подключенная ко COM-порту, будет высылать обратно текущие данные). Но не знаю, эффективно ли оно по потреблению энергии, когда данные не пересылаются, переводит ли оно модем в режим экономии в сессии GPRS.

Возможно, есть какое-то другое готовое решение?

Честно говоря, смущает тот факт, что когда обычным сотовым подключаешься к GPRS и ничего не качаешь, батарея разряжается очень быстро. Он не включает режим экономии?

Так в том то и суть, потеряли данные и нет возможности их востановить, для медийности непроблема. UDP не для гарантированной передачи данных. Многих это не устраивает. Тех же охранно-пожарные компаний не пользуют UDP если есть инет железки. А уронить ваш UDP достаточно просто, что и наблюдаем часто в инете.
... вероятность потери TCP, IP-пакета меньше чем у UDP, поскольку у них гарантированная доставка.

Казнить нельзя помиловать? Вероятность потери пакета как раз одинаковая. Другое дело, что в случае TCP повторная передача будет организована средствами самого TCP-транспорта, и не факт, что оптимально и успешно.
Для помянутых ста байт телеметрии UDP - самое то. Механизм подтверждения и повторной передачи пугать не должен, он предельно прост в таком случае.

Мне кажется, что бодрый и уверенный тон Ваших сообщений основывается только на Вашем сугубо поверхностном знании и сетевых протоколов, и охранно-пожарных тактик.

Ну не "предельно прост" если пытаться еще и трафик экономить и учитывать некоторые тонкости сотовых провайдеров, но достаточно прост чтобы не бояться.

Я сам сторонник именно UDP для телеметрии. И вопросы резервирования серверов решаются проще, и можно более оптимально механизм перепосылок сделать, учитывая особенности транспорта...

Вот только как показывает практика не все производители GPRS модулей вообще думают о том, как их встроенные TCP/IP стеки с UDP использовать.

Я анализировал поведение конкретного тсп-сокета в конкретной ОС при потере IP-пакета вне окна.
Он запрашивал/отсылал дубли (с тем же SEQ) с прогрессивно увеличивающимися интервалами от 0.5 сек до 32 сек (всего 7 повторов), затем слал FIN. На сколько я в курсе, это жестко не регламентировано RFC, зависит от реализации сокета. В случае UDP можно сделать свой более "умный" алго, компромиссно учитывая тайминги задачи, требования надежности, энергосбережения, экономии трафика и т.п. и это в итоге будет лучше, чем стандартный тсп-сокет. Универсальных вещей хороших не бывает...

Не могли бы вы, пожалуйста, посоветовать какое-нибудь готовое энергоэффективное решение по передаче данных, чтобы не писать самому?

Если вопрос конкретно ко мне, то, к сожалению, не могу. Мне проще написать самому, чем подстраиваться под готовое.

Тут, в основном, разработчики тусуются, а это вопрос к системным интеграторам.
Хотя, дистрибьюторов модемов тут тоже хватает, может чего и посоветуют

В любом случае, готовое решение (GPRS модем в коробочке) будет мало чем отличаться от модуля, в основном наличием источника питания и интерфейсными м/с на UARTе. И предоставят какой-нибудь прозрачный COM порт.
Но управлять им все равно придется самому.

Огромное всем спасибо! :-) Вы мне очень помогли!

Скажите пожалуйста, как этот счетчик называется в английском варианте? Где почитать про него?
Чем/кем определяется и как его применение согласуется с договором, который я подписал с оператором? Я запросто представляю ситуацию, когда мобильник, работая на границе зоны приема или в условиях частовозникающих помех, теряет связь много раз в час, и, соответственно, много раз в час проходит регистрацию в сети по новой.
И что, в какой-то момент мне откажут в регистрации?

В какой-то момент SIM карта просто перестает работать, только и всего. Как это называется официально в англоязычной документации, не знаю. Но наличие такого счетчика подтвердили все представители "Большой тройки". А при чем здесь договор? Замена неисправной симки практически у всех операторов бесплатна и делается моментально, поэтому если это произошло в телефоне, проблемы никакой нет.

Что такое "Большая тройка"? Комплект российских операторов?
Хотя если внимательно подумать, проблема не так остро стоит, если раз в час регистрироваться- то больше чем на год хватит. Можно вписать смену симки в список ежегодных регламентных работ и спать спокойно. Конечно, если оператор подтверждает наличие и активацию этого счетчика.

Мегафон-МТС-Билайн. У МТС, в принципе, есть SIM карты специально для m2m приложений, там этот счетчик отключен. Возможно и у Билайн есть что-то аналогичное.

Занимаемся подобными делами. На что стоит обратить внимание
Мы отдали предпочтение GPRS каналу, более быстр. Цены тут как договоришся с оператором. Особенно обратите внимание на аккумуляторы - в мороз они теряют свойства чтобы это не привело к проблемам. SIM карточка работает при -20 точно, нужно учитывать и рассчитывать корпус устройства так чтобы при всех возможных темперетурах там был хоть какой то микроклимат.