Ю. Гребенко, А. Щукин

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 удал╦нных 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 радиопри╦мника (RXM);
• модемы (FX614) на при╦мной 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 при╦ма 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. Упрощ╦нная 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 переда╦т 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 (при╦м/передача). Состояние второго управляющего входа М1 фиксировано (0).

В режиме при╦ма сигнал с при╦много 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 пода╦тся 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 при╦ма 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 при╦ма и обработки" выполнены на унифицированной печатной плате и в одинаковых корпусах, защищ╦нных 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 партн╦р в Украине: ООО ╚БИС-электроник╩(Киев) тел.(044) 490-35-99