Что такое gsm модуль

GSM-модули управления шлагбаумом и воротами

GSM-модуль представляет собой устройство, главное предназначение которого – дистанционно управлять шлагбаумами и автоматическими воротами через сотовую сеть. Он работает с откатными и распашными воротами на парковочной стоянке, в частном доме и коттедже, дачном, жилом и гаражном кооперативе.

Модуль может подсоединяться к электрооборудованию. Например, системам освещения и отопления, электрическим котлам, системам полива.

Устройство и принцип работы

GSM-модуль – это микропроцессорный девайс, который подключается к сотовой сети. То есть процессор принимает SMS-уведомления и входящий от пользователя звонок, обрабатывает полученную информацию и на основе результатов выполняет соответствующее действие. Функционирует исключительно в диапазоне GSM.

С включением модуля справится любой человек: чтобы устройство заработало, достаточно позвонить. При этом голосовые вызовы могут использоваться для активации реле прибора посредством звонка. В настройках можно установить время включения реле по расписанию и по таймеру, делается это посредством отправки сообщения.

Все GSM-модули оснащены гнездом для GSM-антенны и слотом для SIM-карты любого оператора, также присутствуют световые индикаторы, сигнализирующие о состоянии реле и сети.

Установка производится в корпус блока управления шлагбаума, или в другое подходящее место, например, электрошкаф.. Главное – наличие стабильного сигнала сети, иначе команды могут срабатывать с задержкой или, в случае совсем плохого сигнала, вообще не доходить, что может стать проблемой для предприятий с высокой проходимостью.

Принцип работы соответствует следующему алгоритму:

1. Пользователь совершает звонок на номер SIM-карты GSM-реле.
2. Устройство сравнивает входящий номер телефона со своей базой данных.
3. Реле принимает звонок и через 1-2 секунды самостоятельно обрывает вызов. Прямого соединения с абонентом не происходит, то есть деньги за оплату сотовой связи не списываются.
4. Запускается команда для поднятия шлагбаума или открытия ворот.

Для того, чтобы злоумышленники не смогли открыть ворота или шлагбаум с внешнего телефона или изменить настройки реле, в базу модуля вносится определенное количество разрешенных номеров. Как правило, они принадлежат сотрудникам учреждения, квартирантам жилых комплексов либо членам семьи, проживающим в частном доме.

Когда поступает звонок от нового номера, реле сравнивает его с теми, которые записаны в базу. Если совпадение отсутствует, устройство не реагирует на такой вызов. Команда на открытие ворот не выполняется. Некоторые модели предусматривают внесение номеров в «черный список», в других – возможность отключить идентификацию пользователей и пропускать любых клиентов только по входящему звонку.

6490 руб. 5790 руб.

Преимущества GSM-модулей

Устройство приобретается отдельно и подходит ко всем современным шлагбаумам, независимо от производителя. Пластиковый корпус надежно защищает «начинку» от внешнего воздействия. Предусмотрено удобное крепление на DIN рейку или винтами к поверхности.

Среди других достоинств внедрения устройства можно выделить:

1. GSM-модуль – эффективная замена индивидуальным карточкам, брелокам и пультам. Клиентам больше не понадобятся ключи от ворот и личные средства идентификации.
2. Открытие шлагбаума осуществляется из любого места, которое входит в покрытие GSM-сети. Это уменьшает время на ожидание – запустить реле можно за несколько метров до ворот, а также дает возможность поднимать шлагбаум для клиентов, не покидая рабочего офиса.
3. Снижение нагрузки на службу охраны. Пользователь может сам позвонить на прибор и открыть шлагбаум, например, курьеру.
4. В настройках можно указывать новые номера и удалять старые. Режим контроля устанавливается и изменяется посредством SMS.
5. Экономия бюджета организации. Отсутствие трат на пульты управления и карточки, дополнительный наем охранников.

Стандартный GSM-модуль может запомнить 200-500 номеров, что удовлетворяет нужды фирм с высокой проходимостью. Существуют модели и на большее количество пользователей, но, как правило, средним и крупным компаниям вполне достаточно нескольких сотен.

За что отвечает gsm модуль. Что такое gsm модуль в планшете и каковы его возможности. В чем отличие GSM системы от других моделей

Любой модуль – это функционально законченный блок для решения определенных задач.

Для GSM модулей это:

• дистанционное управление домашним оборудованием (котел отопления, ворота, шлагбаум);
• передача информации для систем охранно пожарной сигнализации;
• расширение возможностей автосигнализации (автозапуск).

Кроме того, GSM модули используются в составе оборудования для беспроводного подключения к Интернет сети планшетов и ноутбуков. Это различные модемы и роутеры.

В их состав входят приемопередатчик, работающий в стандарте GSM, интерфейс для связи с другими устройствами. Для управления инженерно техническими системами путем включения/выключения напряжения питания применяются релейно коммутационные блоки.

Обмен информацией и формирование сигналов управления может осуществляться разными способами:

• СМС сообщениями;
• по интернет протоколу (GPRS, 3G, 4G).

Каждый имеет плюсы и минусы. Первый вариант менее требователен к качеству связи (уровню сигнала). Для управления он не требует специального оборудования и программного обеспечения – достаточно мобильного телефона. Недостатком является относительная сложность контроля канала связи. Как правило для этого используется квитирование – подтверждение ответным СМС получения или выполнения команды.

Если же модуль используется для выявления нештатных ситуаций (срабатывание сигнализации, отключение электроэнергии, авария газового котла), то информацию об этом событии владелец может не получить или увидеть с большой задержкой.

Решения существуют в виде периодической отправки блоком, установленным на объекте тестового сообщения. Можно также сделать ручной запрос состояния модуля, но все это достаточно сложно, не оперативно и, как следствие, малоэффективно.

Ниже рассмотрены основные направления применения GSM технологий в системах дистанционного управления и контроля для дома, дачи и квартиры.

СИГНАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ ДОМА С GSM МОДУЛЕМ

Достоинством такого способа организации охраны – мобильность. Недостаток – уже рассмотренные сложности контроля состояния системы сигнализации. При работе с пультом централизованной охраны (ПЦО) можно использовать блоки с передачей сигнала по интернет каналу. В этом случае есть возможность реализации постоянного контроля.

Для работы с сотовым телефоном такой способ не подойдет, поэтому нужно позаботиться об организации устойчивой связи. Даже в зоне устойчивого приема- передачи GSM сигнала существует вероятность потери СМС сообщения. При неуверенной связи можно воспользоваться одним из способов:

• подключение внешней антенны;
• установка усилителя сотовой связи .

В любом случае потребуется установка мачты для размещения антенны. Высота ее зависит от рельефа местности. Поскольку антенну нужно применять направленную, не лишним будет узнать расположение ближайших базовых станций и их принадлежность конкретному оператору.

Для организации GSM сигнализации выпускаются устройства, совмещающие контрольную панель и приемо- передающий модуль. Таким образом, прибор одновременно осуществляет контроль датчиков домашней сигнализации и передает информацию об их состоянии на телефон пользователя.

Чтобы повысить надежность охранно пожарной системы стоит приобрести модуль с двумя слотами по СИМ карты. Используя симки двух разных операторов вы снижаете риск пропуска СМС сообщения.

Кроме того, существуют решения позволяющие своевременно узнать о проблемах сотовой сети в месте расположения дома. Например, фирма Кситал, реализовала решение в котором два блока, установленные в разных местах контролируют друг друга. При проблемах с одним, другой сообщает об этом на заранее определенные телефоны.

Конечно, приобретать два модуля для контроля одного объекта решится не каждый, но если у вас есть друзья, имеющие частный дом или дачу, можно объединиться с ними. Каждый модуль будет охранять свой объект, плюс контролировать «партнера» где бы тот не находился.

GSM МОДУЛЬ ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Наиболее популярно дистанционное управление:

• отоплением – котлом;
• системой контроля доступа (СКУД) – воротами, шлагбаумами и пр.

GSM модули для котла отопления.

Для отопительных котлов актуальны две задачи:

• управления работой;
• удаленный контроль режимов и параметров.

© 2014-2019 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Развитие сотовой и мобильной связи обуславливает возникновение различных устройств, которыми можно управлять с обычного смартфона. Такие устройства имеются и в охранных системах – это устройства в которых применяются GSM модули.

Такие системы охраны стали наиболее эффективными в использовании для защиты жилых помещений и имущества от грабителей. Эти устройства имеют весьма небольшую стоимость. Управление устройствами, оснащенными GSM модулями, производится на удаленном расстоянии.

Модули могут осуществлять управление любой автоматической системой дистанционным методом, принимая сигнал управления со смартфона, действующего в диапазоне GSM, и выполняя функции работы подключенной аппаратуры. Может использоваться для управления воротами, шлагбаумами, системами полива, отопления, освещения, а также можно удаленно перезагружать роутеры или даже серверы.

Большую популярность приобрели модули в качестве недорогого и надежного контроллера для управления доступом на территорию. Его работа может совмещаться с работой известных зарубежных марок ворот и шлагбаумов.

Принцип действия

По своему принципу действия GSM модули являются приемником волн радиочастоты с установленной сим-картой сотовой связи. Для обработки информации используется контроллер. Оператор связи может быть любым. В базу данных сохраняются номера телефонов пользователей, которым разрешено иметь доступ на охраняемую территорию. Инновационные модели могут иметь память на 2000 абонентов, модели дороже могут разместить в своей памяти 10 тысяч номеров.

Открывание ворот по мобильному телефону

Во время вызова от пользователя сигнал поступает на контроллер, который сверяет номер входящего абонента с имеющимися в его базе данных номерами. Если такой номер в базе нашелся, то контроллер подает команду на какое-либо действие приводного механизма, например, открытия шлагбаума или ворот. В случае, если такого номера в базе данных не оказалось, то контроллер сбрасывает вызов, и никаких действий не производит. Аналогичным образом контроллер действует на привод других исполнительных механизмов.

Никаких соединений для разговоров и других целей со звонящим пользователем не осуществляется, либо это соединение устанавливается всего на несколько секунд. Поэтому за услуги связи нет никакой оплаты, можно пользоваться ей бесплатно. Некоторые GSM модули устройств программируются таким образом, что при входе любого звонка идентификации номера не происходит совсем, и доступ разрешается любому позвонившему человеку.

Блок управления GSM модулем можно настроить с помощью команд СМС, а также в специальной программе на компьютере, подключив модуль к USB порту, либо на смартфоне, скачав специальное приложение.

Достоинства и недостатки

Перед приобретением GSM контроллера изучите все особенности этого устройства, которые отличают его от других моделей:

• Нет необходимости в приобретении специальных пультов управления для каждого абонента, а также различных брелков или карт.
• Некоторые системы, оснащенные GSM модулями, имеют ограничения по числу пользователей.
• Подать команду на какое-либо действие системы можно, находясь в любом месте, где имеется сеть вашего мобильного оператора. Поэтому можно, например, открыть ворота вашему знакомому на территорию, находясь при этом совершенно в другом месте, главное, чтобы там действовала сеть вашего оператора. Также это упрощает работу работникам охранной службы.
• Имеется возможность произвести настройку системы по компьютеру: удалить или добавить номера абонентов в базу, изменить предоставление доступа по дням недели, времени дня, вести журнал заезда и выезда, запретить въезд при наличии долга по оплате услуг и т.д.
• GSM модули можно монтировать на автоматические системы любых производителей.
• Низкая стоимость оборудования. GSM модули по цене примерно равны цене трех пультов управления. Если число пользователей значительное, то экономия средств будет больше. Нет абонентской платы.
• Такая система имеет простую установку и работу. Установить ее сможет любой человек, имеющий элементарные знания электротехники, по прилагаемой инструкции.
• По сравнению с оборудованием, управление которого осуществляется по проводам, здесь есть возможность оставить без изменений интерьер помещения при монтаже, не повреждая ничего. Не требуются провода, так как сигнал передается по радиочастоте. В качестве вспомогательных устройств в ее комплекте могут быть проводные датчики.

Серьезным недостатком таких систем является тот факт, что механизмы привода не будут работать, если батарея аккумулятора смартфона разряжена, либо у вас нет денег на этом номере. Однако, подобный недостаток есть и в системах с пультами управления.

Также, к недостатку можно отнести тот факт, что сигнал GSM можно заглушить. В этом случае такая сигнализация уступает обычным вариантам.

Сфера использования

GSM модули используются в различных типах оборудования, имеющих электрические приводы:

• Автомобильные сигнализации.
• Двери офисов с электрозамком.
• Электрокотлы отопления.
• Автоматика шлагбаумов и ворот.
• Различные сигнализации и охранные системы.

Первые места применения GSM модулей были в видеокамерах, сигнализациях, отправляющих СМС при активировании датчика движения. В настоящее время область применения таких контроллеров стала намного шире.

Большую популярность модули получили в системах управления въездом в поселки коттеджей, жилые комплексы, объекты коммерческого назначения со значительным количеством абонентов.

Как выбрать GSM модули

Беспроводные системы постоянно обновляются, а их технологи совершенствуются. Для их настройки не требуется особой квалификации, все делается за несколько минут. Связь производится любыми гаджетами, оснащенными мобильной связью. Это получило актуальность в местах, где нет обычной проводной телефонной связи. Благодаря таким достоинствам, GSM модули модули стали лидерами продаж.

Для нормального функционирования модуля нужно заранее продумать место монтажа с учетом предъявляемых требований. Только разобравшись с работой устройства и условиями ее работы, можно сделать правильный выбор модели, которая будет работать долгое время без неисправностей.

Наиболее важным моментом является тип объекта. От этого зависит выбор модели с конкретными техническими данными. Для квартиры требуется устройство, которое будет защищать жилье от проникновения чужих людей. Таким устройством может быть сигнализация с GSM модулем и датчиком движения. Он будет отслеживать попытки проникновения.

Если в квартире есть пожилые люди, либо ребенок, то есть варианты исполнений с видеокамерой, которая поможет визуально контролировать порядок в помещении. Видеокамера при попытке проникновения будет фиксировать время происшествия и снимать все происходящее.

Загородный дом или дачный домик также можно поставить на охрану с системой GSM. В этом случае часто применяются беспроводные датчики для расширения функций сигнализации. Такие модели устройств будут охранять не только ваши вещи от воров, но и отправят сообщения об утечке воды или о пожаре.

При выборе GSM модуля и сигнализации для дачи нельзя забывать о диапазоне рабочих температур. Многие загородные дома и дачи зимой не отапливаются, и в комнатах будет низкая температура.

Для охраны офисов подходит сигнализация GSM в комплекте с камерой. Это дает возможность узнать о проникновении, а также проверять соблюдение рабочего времени сотрудниками, вовремя ли они уходят и приходят на рабочее место.

Влажность также имеет важное значение для таких устройств. Импортные образцы многих GSM модулей не предназначены для суровых условий российского климата. Поэтому, при выборе устройств предпочтительно воспользоваться отечественными образцами.

Много положительных качеств GSM модулей доказывает ее значимость при применении в системах охраны разных объектов. Также к ней можно подключать большое число дополнительных датчиков и устройств, которые значительно расширят функциональность системы охраны.

При правильном выборе любая система с GSM модулем станет лучшей охраной для имущества, будет служить хорошим помощником и сообщать вам о несанкционированных проникновениях и происшествиях.

Обзор GSM модуля на примере марки DoorHan

В комплект устройства входит антенный кабель с антенной на магните. Ее можно прикрепить в любое место на металлическую поверхность.

Также в комплект входит USB кабель для подключения к компьютеру и программирования самого устройства. На сайте производителя есть программа для настройки модуля.

Зафиксировав звонок и получив номер звонящего, блок сравнивает его с номерами из внутреннего списка абонентов. При совпадении с одним из номеров, посылает внешний сигнал на управление приводом. Соединение сотовой связи не происходит. Звонок поступает на сим-карту и тут же сбрасывается. В этот блок устанавливается сим-карта любого оператора. Лучше воспользоваться оператором с наименьшей абонентской платой, так как тарифы без абонентской платы мобильный оператор может заблокировать через несколько месяцев, при отсутствии звонков и соединений.

Это устройство может функционировать от -30 до +40 градусов. Рекомендуется производить монтаж в отапливаемом помещении. В данное устройство можно записать до 500 пользователей. Даже находясь на большом удалении от своего дома, вы можете открыть своим знакомым шлагбаум.

Прежде чем разобраться в том, как работает GSM, важно понять, что такое GSM.

GSM – международный цифровой стандарт планетарного значения, название которого произошло от словосочетания «Groupe Spécial Mobile».

Этот стандарт предназначен для мобильной сотовой связи с разделением каналов. Каналы разделяются по принципу TDMA. Разработан стандарт институтом стандартизации электросвязи ещё в конце восьмидесятых годов прошлого века.

Самая первая подобная система была создана в далёком 1946 году в Соединённых Штатах Америки. Глобальное внедрение мобильной связи началось только в 1979 году.

Стандартизация

Перед стартом GSM, в самом начале восьмидесятых годов прошлого века на европейской территории работали 24 аналоговые сети. Они не были совместимы между собой, поэтому приобрёл актуальность вопрос о создании единого стандарта. Потребность в решении этой проблемы послужила поводом создания группы GSM(Group Special Mobile). В эту группу вошли представители 24 стран Европы. Система компании Mannesmann была избрана в качестве цифрового стандарта, а внедрена эта система была в 1991 году в Германии.

Под аббревиатурой GSM сегодня скрывается уже несколько иное словосочетание — Global System for Mobile. Сам стандарт GSM или его версии успешно работают в 80 странах мира.

Как работает GSM

Для того, чтобы осуществить данный вид связи на определённой территории, применяются следующие действия:

• Установка приёмо-передающих станций стационарного типа. Каждая из станций действует на относительно небольших территориях площадью в несколько километров.
• Станции располагаются таким образом, чтобы перекрывать друг друга. Это даёт возможность сигналу абонента перемещаться из одной зоны в другую, причём связь не нарушится.

Для реализации этого вида связи, на практике соседствующие станции настроены на различные частоты. Таких частот обычно около трёх. Используя три разные частоты, станции, расположенные в виде треугольника, перекрывали зоны обслуживания.

Есть ещё и четвёртая станция, которая может использовать одну из частот снова. Это возможно, так как она граничит с двумя зонами. Таким образом, зона действия станции будет напоминать шестиугольник, имея вид пчелиной соты.

GSM – модули

Каждый слышал, но не все знают, что такое GSM –модуль. Между тем это очень полезное устройство, использующее принципы GSM. Если говорить конкретнее, то gsm-модуль – это устройство, помогающее производить мониторинг местонахождения вашего автомобиля. Это устройство работает в связке с сигнализацией или мобильным телефоном. Вы можете также, в случае необходимости, блокировать двигатель.

С помощью этого модуля идентифицируется абонент мобильной связи. Об этом вы узнали, когда читали о том, что такое сеть GSM.

Преимущества и недостатки стандарта GSM

Преимущества стандарта GSM:

• Меньшие в сравнении с аналоговыми стандартами размеры и вес аппаратов. При этом время работы без подзарядки заметно больше.
• Качество связи на очень высоком уровне.
• Низкий уровень помех на заданных частотах.
• Защита от подслушивания. Также за счёт алгоритмов шифрования связь защищена от нелегального использования.
• Обширные территории распространения.
• Возможность использования роуминга. Роуминг – это возможность перемещаться из одной сети в другую, не теряя при этом своего номера

Недостатки стандарта GSM:

• Ввиду цифровой обработки речи, речь может быть несколько искажена.
• Расстояние, покрытое сетью, не слишком большое. Оно составляет лишь 120 километров.

Таким образом, пока что gsm остается развивающейся технологией, но, тем не менее, ее значение в мире невозможно переоценить. Ведь мы пользуемся ей каждый день.

1. Бабков В.Ю., Цикин И.А.Сотовые системы мобильной радиосвязи.- СП.:

Изд-во Политехн.ун-та, 2011.-426 с.

2. Кузнецов М.А., Рыжков А.Е. Современные технологии и стандарты

подвижной связи. – СПб.: Линк, 2006.

3. Волков А.Н., Рыжков А.Е., Сиверс М.А. UMTS. Стандарт сотовой связи

третьего поколения. ‒ СПб, Линк, 2008.

4. Стандарты и сети радиодоступа 4G: LTE, WiMAX/ А.Е.Рыжков,

М.А.Сиверс и др. – СПб, Линк, 2012 – 226с.

5. Никитина А.В., Рыжков А.Е. Сети радиодоступа четвертого поколения.

Стандарт LTE: технологии и процедуры. – СПб, Издательство СпбГУТ, 2012 – 88с.

Принципы сотовой связи. Сотовые технологии. Характеристики трафика в сотовых сетях.

Сотовая связь , сеть подвижной связи — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть . Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид шестиугольных ячеек (сот).

Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.

Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции, которые обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS,NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции (или качество радиосигнала сервисной соты ухудшается), он налаживает связь с другой (англ. handover ).

Сотовые сети могут состоять из базовых станций разного стандарта, что позволяет оптимизировать работу сети и улучшить её покрытие.

Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Это позволяет абонентам одного оператора делать звонки абонентам другого оператора, с мобильных телефонов на стационарные и со стационарных на мобильные.

Операторы могут заключать между собой договоры роуминга. Благодаря таким договорам абонент, находясь вне зоны покрытия своей сети, может совершать и принимать звонки через сеть другого оператора.

Что такое GSM

Как правило, это осуществляется по повышенным тарифам. Возможность роуминга появилась лишь в стандартах 2G и является одним из главных отличий от сетей 1G.

Операторы могут совместно использовать инфраструктуру сети, сокращая затраты на развертывание сети и текущие издержки.

Основные характеристики стандарта GSM.

GSM (от названия группы Groupe Spécial Mobile , позже переименован в Global System for Mobile Communications) (русск. СПС-900) — глобальный стандарт цифровой мобильной сотовой связи, с разделением каналов по времени (TDMA) и частоте (FDMA). Разработан под эгидой Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI) в конце 80-х годов.

GSM относится к сетям второго поколения (2 Generation) (1G — аналоговая сотовая связь, 2G — цифровая сотовая связь, 3G — широкополосная цифровая сотовая связь, коммутируемая многоцелевыми компьютерными сетями, в том числе Интернет).

Сотовые телефоны выпускаются для 4 диапазонов частот: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц .

В стандарте GSM применяется GMSK модуляция с величиной нормированной полосы ВТ — 0,3, где В — ширина полосы фильтра по уровню минус 3 дБ, Т — длительность одного бита цифрового сообщения.

GSM на сегодняшний день является наиболее распространённым стандартом связи. По данным ассоциации GSM (GSMA) на данный стандарт приходится 82% мирового рынка мобильной связи, 29% населения земного шара использует глобальные технологии GSM. В GSMA в настоящее время входят операторы более чем 210 стран и территорий.

Принцип построения
Принцип построения сотовых систем вкратце состоит в следующем: в пределах территории действия сети устанавливается некоторое количество относительно маломощных стационарных приемо-передающих станций (базовых станций), каждая из которых имеет небольшую зону действия (обычно несколько километров). При этом, зоны действия соседних станций несколько перекрывают друг друга, чтобы обеспечить возможность перемещения абонента из одной зоны в другую без потери связи. Чтобы такое перекрытие было возможным, соседние станции должны использовать различные рабочие частоты. Для полного покрытия определенной территории требуется как минимум три различные частоты, чтобы расположенные в виде треугольника станции могли иметь перекрытие зон обслуживания. Четвертая же станция может снова использовать одну из этих трех частот, так как она граничит только с двумя зонами. При таком подходе форма зоны действия каждой базовой станции представляет собой шестиугольник, а расположение этих зон в точности повторяет структуру пчелиных сот, что и дало название системам связи с подобным принципом построения.

Сегодня GSM — наиболее быстро развивающаяся система сотовой связи. Новые, отчасти революционные технические новшества, совместимые с GSM , могут быть и будут представлены в ближайшем будущем. Все это служит твердой основой для того, чтобы технология GSM стала единым реальным стандартом цифровых сотовых систем во всем мире.

Сейчас GSM развивается в направлении к третьему поколению сотовых систем. Наиболее существенное различие между развиваемой технологией GSM и третьим поколением систем состоит в предъявляемом к последним требовании очень высокой скорости передачи данных, вплоть до 2 Мбит/с. Это означает, что для обеспечения большой площади обслуживания сети GSM-900, DCS-1800 иPCS -1900 могут быть использованы как компоненты систем сотовой связи третьего поколения. Это также означает, что высокоскоростной интерфейс для передачи данных сотовых систем третьего поколения должен разрабатываться таким образом, чтобы быть совместимым с GSM .

Основные характеристики стандарта GSM .

· Частоты передачи подвижной станциии приема базовой станции, МГц 890-915

· Частоты приема подвижной станции и передачи базовой станции, МГц 935-960

· Дуплексный разнос частот приема и передачи, МГц 45

· Скорость передачи сообщений в радиоканале, кбит/с 270, 833

· Скорость преобразования речевого кодека, кбит/с 13

· Ширина полосы канала связи, кГц 200

· Максимальное количество каналов, организуемых в базовой станции 16-20

Предоставляемые услуги[править]

GSM обеспечивает поддержку следующих услуг:

· Услуги передачи данных (синхронный и асинхронный обмен данными, в том числе пакетная передача данных — GPRS). Данные услуги не гарантируют совместимость терминальных устройств и обеспечивают только передачу информации к ним и от них.

· Передача речевой информации.

· Передача коротких сообщений (SMS).

· Передача факсимильных сообщений.

Дополнительные (необязательные к предоставлению) услуги:

· Определение вызывающего номера и ограничение такого определения.

· Безусловная и условная переадресация вызова на другой номер.

· Ожидание и удержание вызова.

· Конференц-связь (одновременная речевая связь между тремя и более подвижными станциями).

· Запрет на определённые пользователем услуги (международные звонки, роуминговые звонки и др.)

и многие другие услуги.

Преимущества и недостатки[править]

Преимущества стандарта GSM:

· Меньшие по сравнению с аналоговыми стандартами (NMT-450, AMPS-800) размеры и вес телефонных аппаратов при большем времени работы без подзарядки аккумулятора. Это достигается в основном за счёт аппаратуры базовой станции, которая постоянно анализирует уровень сигнала, принимаемого от аппарата абонента. В тех случаях, когда он выше требуемого, на сотовый телефон автоматически подаётся команда снизить излучаемую мощность.

· Хорошее качество связи при достаточной плотности размещения базовых станций.

· Большая ёмкость сети, возможность большого числа одновременных соединений.

· Низкий уровень индустриальных помех в данных частотных диапазонах.

· Улучшенная (по сравнению с аналоговыми системами) защита от подслушивания и нелегального использования, что достигается путём применения алгоритмов шифрования с разделяемым ключом. [уточнить ]

· Эффективное кодирование (сжатие) речи. EFR-технология была разработана фирмой Nokia и впоследствии стала промышленным стандартом кодирования/декодирования для технологии GSM (см. GSM-FR, GSM-HR и GSM-EFR)

· Широкое распространение, особенно в Европе, большой выбор оборудования.

Это означает, что абонент одной из сетей GSM может пользоваться сотовым телефонным номером не только у себя «дома», но и перемещаться по всему миру переходя из одной сети в другую не расставаясь со своим абонентским номером. Процесс перехода из сети в сеть происходит автоматически, и пользователю телефона GSM нет необходимости заранее уведомлять оператора (в сетях некоторых операторов, могут действовать ограничения на предоставление роуминга своим абонентам, более детальную информацию можно получить обратившись непосредственно к своему GSM оператору)

Недостатки стандарта GSM:

· Искажение речи при цифровой обработке и передаче.

· Связь возможна на расстоянии не более 120 км от ближайшей базовой станции даже при использовании усилителей и направленных антенн. Поэтому для покрытия определённой площади необходимо большее количество передатчиков, чем в NMT-450 и AMPS.

Структура GSM[править]

Основная статья: GSM core network

Структура сети GSM

Система GSM состоит из трёх основных подсистем:

· подсистема базовых станций (BSS — Base Station Subsystem),

· подсистема коммутации (NSS — Network Switching Subsystem),

· центр технического обслуживания (OMC — Operation and Maintenance Centre).

В отдельный класс оборудования GSM выделены терминальные устройства — подвижные станции (MS — Mobile Station), также известные как мобильные (сотовые) телефоны.

©2015-2018 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных

GSM (от Groupe Special Mobile, которое в дальнейшем было переименовано в Global System for Mobile Communications) — стандарт цифровой связи, разработанный еще в конце 80-ых годов прошлого столетия.

Поступления

GSM стоит отнести к сетям втором поколения, то есть 2G — цифровой сотовой связи.

Свое название стандарт получил в честь группы анализа, которая и создавала стандарт (Groupe Special Mobile). Его разработка началась в 1982 году. Цель — построить единую для всех европейских стран сотовую систему в диапазоне 900 Мгц. Коммерческие сети GSM начали действовать в середине 1991 года.

По состоянию на момент написания статьи, GSM является самым распространенным стандартом связи в мире. На него приходится более 80% всего мирового рынка мобильной связи.

Услуги, которые предоставляет GSM

• Передача речевой информации.

• Передача факсимильных сообщений.

К дополнительным услугам относятся:

• Определение входящих номеров.

• Речевая связь с несколькими абонентами (конференц-связь).

• Запрет на определенные услуги.

Стандарты GSM

Мобильные телефоны выпускают с поддержкой 4 частот: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц и 1900 МГц.

Телефоны подразделяют на классы в зависимости от количества диапазонов, которые поддерживают устройства. Например, телефон, работающий в одной частоте, называют однодиапазонный, а работающий в трех частотах — трехдиапазонный. В некоторых моделях можно выбирать какую-то определенную частоту.

Преимущества и недостатки GSM

Начнем с недостатков:

• Возможно искажение речи при цифровой обработке и передаче данных.

• Возможность связи на расстоянии не более 120 км от ближайшей станции.

• Меньший размер и вес телефонных аппаратов, которые используют аналоговые стандарты.

• Хорошая защита от прослушивания и нелегального использования.

• Очень широкое распространение практически по всему миру.

Онлайн казино GMSlots. Только лучшие игровые автоматы!

Добро пожаловать в онлайн казино GMSlots! Это самое азартное и выгодное игорное заведение, которое только можно найти на просторах интернета.

Комплектующие и оборудование для ремонта мобильных устройств. Интернет-магазин GreenSpark

Если вы являетесь азартным человеком и большим поклонником слот-машин, то вы выбрали правильное место. Оцените огромный выбор великолепных и безумно щедрых игровых автоматов от ведущих производителей. Играть бесплатно или делать крупные ставки — выбор за вами.

Только лучшие Гейминаторы

На данный момент в нашем казино собрано более 80 различных игровых автоматов, и с каждой неделей их становится больше. Заметим, что все они являются продукцией известных компаний:

• Знаменитые гейминаторы от Novomatic ;
• Лучшие слоты последнего поколения от Net Entertainment ;
• Эксклюзивные шедевры от Betsoft ;
• Аппараты от компании Игрософт ;
• Продукция Belatra ;
• Сверх щедрые слот-машины от Mega Jack .

В GMSlots учитывают вкусы абсолютно всех игроков, поэтому особое внимание мы уделили подбору слотов. Опытным людям понравятся классические аппараты, вроде Crazy Monkey и Fruit Cocktail, реальные гаминаторы, типа Book of Ra, Sizzling Hot и Dolphins Pearl, в то время как более молодые игроки будут в восторге от умопомрачительной графики и бонусных режимов слотов Gonzo’s Quest, Viking Age и Gold Diggers.

Об особенностях игры в нашем казино

В GMSlots все игровые автоматы доступны онлайн, скачивание какого-либо дополнительного софта не требуется. Без регистрации вы сможете бесплатно поиграть в демо-версии некоторых игровых автоматов, а для того чтобы покрутить барабаны всех наших гаминаторов – придется зарегистрироваться. Но процедура регистрации займет меньше минуты, после чего вы станете полноправным участником нашего игрового клуба и сможете играть на реальные деньги.

Играть бесплатно или делать ставки?

Для того чтобы выиграть серьезные деньги сперва нужно сделать ставку, а для этого придется пополнить счет. Сделать это невероятно просто! Ввод и вывод денежных средств легко осуществить при помощи популярных электронных платежных систем, кредитных карт и платных СМС-сообщений . Выберите наиболее удобный способ.

Есть как минимум 5 причин, почему вы должны играть именно в онлайн казино GMSlots!

1. Большой выбор великолепных слотов.
2. Отличная репутация, которой мы дорожим.
3. Простота пополнения счета и получения выигрышей.
4. Проведение регулярных щедрых акций.
5. Полная конфиденциальность и безопасность личных данных игроков.

Клиенты GMSlots всегда остаются в выигрыше!

Операторы связи GSM в России

По состоянию на ноябрь 2007г. в России было около 168 млн. абонентов мобильной связи. При этом 85 % из них — клиенты GSM-операторов «большой тройки» — «Мобильных телесистем» (МТС), «Мегафона» и «Вымпелкома».

Несмотря на то, что годовые темпы прироста постоянно сокращаются, уровень проникновения сотовых услуг в целом по России составляет 107%, при этом в Московской лицензионной зоне (МЛЗ) этот показатель составил 164%.

Лидерство в приросте абонентской базы в общероссийском масштабе удерживает Мегафон, а в МЛЗ он уступает по этому показателю компании МТС. Среди федеральных и региональных операторов наиболее высокие темпы прироста абонентов в годовом исчислении демонстрируют Tele2, НТК, Байкалвестком и Енисейтелеком.

Региональные GSM-операторы, не входящие в «большую сотовую тройку», ищут способ конкурентной борьбы с гигантами рынка. Большинство независимых GSM-операторов в России появились в последние несколько лет на базе операторов устаревшего стандарта AMPS. Все они в 2001-2002 гг. получили от Минсвязи лицензии, дающие им право на работу в стандарте GSM-1800.
Сейчас эти компании одна за другой запускают GSM-сети, но их абоненты, оказавшись в других регионах, вынуждены платить за связь в роуминге по $1-$1,5 за минуту. Теперь эти компании намерены договориться о единых роуминговых тарифах друг для друга, что позволит абонентам сетей при перемещении по стране ощущать себя не хуже клиентов МТС, «Вымпелкома» и «МегаФона», для которых единые и сравнительно низкие тарифы на внутрисетевой роуминг являются одним из ключевых преимуществ операторов «большой тройки».

Открытое Акционерное Общество «Мобильные ТелеСистемы» (МТС) — крупнейший оператор сотовой связи в России и странах СНГ, обслуживающий более 74 миллионов абонентов. Лицензионный портфель МТС включает большинство регионов России, Украину, Белоруссию, Узбекистан и Туркменистан, а население, проживающее в зоне действия сети МТС, составляет более 230 миллионов человек.
Компания «Мобильные ТелеСистемы» была образована в октябре 1993 года. 19 ноября 1993 года МТС получила первую лицензию на оказание услуг сотовой связи стандарта GSM. 15 мая 1994 г. были совершены первые звонки в сети МТС и уже 7 июля 1994 года МТС начала подключать первых абонентов.
В июне 2002 года МТС запустила сеть в Республике Беларусь. В марте 2003 года МТС приобрела контрольный пакет акций UMC, ведущего оператора мобильной связи в Украине.

ОАО «Мегафон» — общероссийский оператор мобильной связи стандарта GSM 900/1800. Образован в мае 2002 года. Лицензионная территория ОАО «МегаФон» охватывает 100% территории России — все 89 субъектов РФ, где проживает 145 миллионов человек. МегаФон — первый общероссийский оператор мобильной связи стандарта GSM 900/1800.

ОАО «ВымпелКом» является оператором сотовой связи в России, предоставляющим свои услуги под торговой маркой «Билайн». Лицензии на предоставление услуг сотовой связи группы компаний «ВымпелКом» охватывают территорию, на которой проживает 94% населения России, включая Москву, Московскую область и Санкт-Петербург. Сеть «Билайн» работает на территории 76 субъектов РФ.
Компания «ВымпелКом» организована 15сентября 1992 г. В июне 1997 года осуществлен успешный запуск первой в России сети стандарта GSM-1800- «БИЛАЙН 1800». 21 октября 1998 года компания успешно запустила в Москве первую очередь двухдиапазонной сети GSM-900/1800.
24 марта 1999 года АО «ВымпелКом» вошел в число членов Ассоциации Операторов GSM, которая объединяет компании, работающие встандарте GSM-900 и GSM-1800 на территории России и ряда стран СНГ.

ЗАО «СредневолжскаяМежрегиональная Ассоциация РадиоТелекоммуникационных Систем» (СМАРТС) было основано в мае 1991 г. в Самаре. Учредителями компании на 95% являются физические лица. Сейчас GSM-сеть СМАРТС охватывает 16 регионов России. На сегодняшний день СМАРТС заключила роуминговые соглашения практически со всеми российскими сетями в 74 регионах. Мировой роуминг у компании действует в 78 странах.

ОАО»Уралсвязьинформ» –крупнейший оператор мобильной связи и интернет-услуг Уральского региона. Компания работает на территории семи субъектов РФ общей площадью 1,9 млн. кв. км с населением более 15 млн. человек

НСС Нижегородская Сотовая Связь — в конце июня 1995 года компания начала работу с абонентами.

GSM-STORE — салон связи, интернет-магазин

В 1999 году компания наладила связь с миром посредством международного роуминга.

ОАО «Сибирьтелеком» — это крупнейший оператор телекоммуникационных услуг в Сибирском федеральном округе. Компания действует на территории около 5 тыс.кв.км с численностью населения порядка 21 млн. человек.

TELE2 , до 1993года известная под названием Comviq, была основана в Швеции в 1981 году. В России TELE2 являетс явладельцем 12 российских компаний-операторов мобильной связи. Первая в России сеть мобильной связи TELE2 была запущена в Иркутске 1 апреля 2003 года.

Знаете ли вы, что

Общие характеристики стандарта GSM-Занятие 9 —>> Кодирование Занятие 13

Организация физических и логических каналов связи в стандарте GSM Частотный план стандарта GSM. Структура логических каналов связи. Структура логических каналов управления. Организация физических каналов. Модуляция радиосигнала

Частотный план стандарта GSM
Физический канал в стандарте GSM представляет собой комбинацию временного и частотного разделения сигналов и определяется как последовательность радиочастотных каналов (с возможностью перескоков по частотам) и временных окон TDMA кадра.
Стандарт GSM разработан для создания сотовых систем подвижной связи (ССПС) в следующих полосах частот: 890…915 МГц — для передачи подвижными станциями (линия «вверх»); 935…960 МГц — для передачи базовыми станциями (линия «вниз»).
Первоначально сети GSM будут занимать полосу 10 МГц в полосах частот 905…915 МГц (для передачи подвижными станциями) и 950…960 МГц (для передачи базовыми станциями) и будут функционировать параллельно с существующими европейскими национальными сетями аналоговых ССПС стандартов NMT 900, TACS, ETACS, С-900.

Частотные планы ССПС, включая стандарт GSM, показаны на рис. 48.

GSM — общеевропейский стандарт на цифровые
ССПС AMPS — стандарт на аналоговые ССПС Северной
Америки D-AMPS(ADS) — стандарт на цифровые ССПС Северной
Америки TACS(ETACS) — стандарт Великобритании на аналоговые
ССПС
NMT 900 — стандарт Скандинавских стран на аналоговые ССПС HCMTS, NAMTS — стандарты на аналоговые ССПС Японии
Частотные планы ССПС
Каждая из полос, выделенных для GSM , разделяется на частотные каналы. Разнос каналов составляет 200 кГц, что позволяет организовать в GSM 124 частотных канала, которые распределяются в соответствии с размещением сот. Частоты, выделенные для передачи подвижной станции на базовую и в обратном направлении, группируются парами, организуя дуплексный канал с разносом 45 МГц. Эти пары частот сохраняются и при перескоках частоты. Каждая сота характеризуется фиксированным присвоением определенного количества пар частот от 1 до 15 (не более).
Если обозначить Fl(n) — номер несущей частоты в полосе 890…915 МГц, Fu(n) — номер несущей частоты в полосе 955.-.960 МГц, то частоты каналов определяются по следующим формулам:
Fl(n) = 890,2 + 0,2(n — 1), МГц Fu(n) == Fl(n) + 45, МГц 1 Что такое GSM в телефоне?

В обратном направлении подвижная станция посылает данные, касающиеся уровня установленной выходной мощности, измеренного приемником уровня радиосигнала и его качества.

В совмещенном канале управления всегда содержится один из двух каналов: канал связи или индивидуальный канал управления.

Совмещенные каналы управления всегда объединяются вместе с каналами связи или с индивидуальными каналами управления. При этом различают шесть видов объединенных каналов управления:

FACCH/F, объединенный с TCH/F;
FACCH/H, объединенный с ТСН/Н;
SACCH/TF, объединенный с TCH/F;
SACCH/TH, объединенный с ТСН/Н;
SACCH/C4, объединенный с SDCCH/4;
SACCH/C8, объединенный с SDCCH/8.

Организация физических каналов
Как правило, логические каналы объединяются в группы, которые передаются мультикадрами TDMA.

Например на основной (нулевой) частоте в соте (BCCH несущей) в нулевом таймслоте передается группа FCCH+SCH+BCCH+CCCH (в направлении downlink). Эту группу еще называют объединенный BCCH/CCCH канал. Этот канал предназначен для всех мобильных станций, обслуживаемых сотой. Таким образом телефон всегда «знает», откуда ему взять системную информацию о соте, чтобы получить доступ в сеть.

Как видно из рисунка, мультикадр разбит на 5 групп по 10 кадров в каждой, последний кадр остается пустым. Мобильная станция определяет частоту BCCH несущей путем поиска Frequency correction Burst, который передается по каналу FCCH. Затем по каналу SCH она принимает и декодирует номер текущего кадра и идентификатор BSIC, что необходимо для корректной синхронизации с BTS. Каналы FCCH и SCH занимают 2 первых кадра в каждой группе. Остальные 8 кадров образуют 2 блока по четыре кадра. Первый блок первой группы предназначен для канала BCCH. Благодаря нему MS определяет возможность доступа к данной соте и декодирует системную информацию соты. Остальные 9 блоков (блоки передачи сигналов вызова) применяются для передачи каналов PCH и AGCH, входящих в состав общего канала управления CCCH.

Модуляция радиосигнала
Модуля́ция (лат. modulatio — размерность) — процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала.

Передаваемая информация заложена в управляющем сигнале, а роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим.
Модуляция может осуществляться изменением амплитуды, фазы или частоты высокочастотной несущей.
Эта техника дает несколько важных преимуществ:
Позволяет сформировать радиосигнал, который будет обладать свойствами соответствующими свойствам несущей частоты. О свойствах волн разных частотных диапазонов можно почитать, например, тут.
Позволяет использовать антенны малого размера, ведь размер антенны должен быть пропорционален длине волны.
Позволяет избежать интерференции с другими радиосигналами.

Передаваемый в сетях WiMax поток данных соответствует частоте в районе 11 кГц. Если мы попробуем передавать этот низкочастотный сигнал по воздуху, нам понадобится антенна следующих размеров:

Антенна длинной 24 километра не кажется достаточно удобной в использовании.
Если же мы будем передавать этот сигнал наложенным на несущую частоту в 2.5 ГГц (частота используемая в Yota WiMax), то нам понадобится антенна длиной 12 см.

GSM (от Groupe Special Mobile, которое в дальнейшем было переименовано в Global System for Mobile Communications) — стандарт цифровой связи, разработанный еще в конце 80-ых годов прошлого столетия. GSM стоит отнести к сетям втором поколения, то есть 2G — цифровой сотовой связи.

Свое название стандарт получил в честь группы анализа, которая и создавала стандарт (Groupe Special Mobile). Его разработка началась в 1982 году. Цель — построить единую для всех европейских стран сотовую систему в диапазоне 900 Мгц. Коммерческие сети GSM начали действовать в середине 1991 года.

По состоянию на момент написания статьи, GSM является самым распространенным стандартом связи в мире. На него приходится более 80% всего мирового рынка мобильной связи.

Услуги, которые предоставляет GSM

• Передача речевой информации.

• Передача СМС-сообщений.

• Передача факсимильных сообщений.

• Передача данных.

К дополнительным услугам относятся:

• Голосовая почта.

• Определение входящих номеров.

• Удержание вызова.

• Речевая связь с несколькими абонентами (конференц-связь).

• Запрет на определенные услуги.

Стандарты GSM

Мобильные телефоны выпускают с поддержкой 4 частот: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц и 1900 МГц.

Телефоны подразделяют на классы в зависимости от количества диапазонов, которые поддерживают устройства. Например, телефон, работающий в одной частоте, называют однодиапазонный, а работающий в трех частотах — трехдиапазонный. В некоторых моделях можно выбирать какую-то определенную частоту.

Преимущества и недостатки GSM

Начнем с недостатков:

• Возможно искажение речи при цифровой обработке и передаче данных.

• Возможность связи на расстоянии не более 120 км от ближайшей станции.

• Меньший размер и вес телефонных аппаратов, которые используют аналоговые стандарты.

• Хорошее качестве связи.

• Большая емкость сети.

• Хорошая защита от прослушивания и нелегального использования.

• Очень широкое распространение практически по всему миру.

• Возможность роуминга.

Опыт применения GSM модуля в домашней автоматизации

На даче холодно, и вы хотите за несколько часов до своего приезда туда включить обогреватель, или вас беспокоит возможность аварийного отключения системы отопления загородного дома в ваше отсутствие. Все эти проблемы можно решить с помощью GSM модуля, который умеет отправлять и получать SMS сообщения и реагировать на них, включая и выключая нужную нагрузку. В теории все просто, на практике же на пути реализации подобного устройства есть множество подводных камней.

Мой план заключался в том, чтобы создать простое и дешевое устройство, оснащенное двумя датчиками температуры, датчиком влажности, GSM модулем, а также твердотельным реле и розеткой для подключения нагрузки. То, что получилось в итоге, можно увидеть на фото. В качестве датчика температуры и влажности был выбран климатический сенсор BME280, его канал давления не используется. На фото его можно увидеть под прозрачным колпачком слева от основного модуля. Такое расположение уменьшает влияние тепловыделения внутри корпуса на показания датчика. В качестве колпачка используется китайская пластиковая пробирка с двумя отверстиями для вентиляции. Второй датчик температуры выносной, сделан на DS18B20. Он расположен внутри металлического зонда, с корпусом соединен кабелем через обычный аудио разъем для наушников. Зонд предназначен для измерения температуры непосредственно отопительной системы. Основной объем корпуса занимает твердотельное реле (я выбрал помощнее) и преобразователь из 220В в 5В для питания схемы. Розетка для подключения нагрузки смонтирована на задней стороне корпуса, на фото она не видна. OLED дисплей на базе контроллера SH1106 отображает показания датчиков, а также показывает, включена ли нагрузка. Для управления всей системой используется модуль Arduino Pro Mini в версии 3.3В 8МГц. Я не большой фанат этой платформы, но обилие библиотек, в том числе заботливо выпиленных автором, делает ее оптимальным выбором, когда нужно быстро сделать что то простое.

GSM модуль SIM800L размещен в отдельном металлическом корпусе для уменьшения создаваемых им помех на остальные части схемы. Как показала практика, помехи от этого уменьшаются не сильно. А радикально их уменьшает выносная антенна, подключенная экранированным кабелем к коаксиальному разъему, на фото выше она на переднем плане. Но об этом подробнее мы поговорим позже.

Про использование GSM модулей написано немало статей, в том числе на хабре, поэтому я буду избегать повторений и расскажу о том, что не встречалось мне в публикациях на эту тему, а именно о том, как сделать на базе этого модуля надежно работающее устройство.

В гаражах, где я частенько бываю, недавно поставили на въезде шлагбаум, который открывается, если позвонить на определенный номер. Судя по всему, он сделан на похожем GSM модуле. Меня удивило, как сложно бывает дозвониться по этому номеру, чтобы он открылся. Теперь я знаю множество причин для этого. Это знание стоило мне нескольких месяцев экспериментов и внушительного количества потраченных на них денег. Я надеюсь, что теперь это знание послужит кому то еще. Рассмотрим, на что важно обратить внимание, продвигаясь от очевидных аппаратных проблем к менее очевидным программным.

Первое, что важно сделать правильно, — вставить сим-карту

Мне казалось очевидным, что сим-карта вставляется скошенным уголком вперед. С неделю я пытался понять, почему модуль не желает регистрироваться в сети, попутно осваивая команды в терминале. В итоге на каком то англоязычном форуме я нашел упоминание о том, что вставлять ее нужно скошенным уголком назад. Странно, что она вообще вставляется и так и эдак.

Чтобы хорошо работать, нужно хорошо питаться

Требования к питанию у GSM модуля достаточно специфические. Он сделан на базе микросхемы, разработанной для кнопочных мобильных телефонов, и рассчитан на питание непосредственно от литиевого аккумулятора. Поэтому, 5В для него много, а 3.3В — мало. К тому же, в режиме передачи на максимальной мощности он способен потреблять ток до 2А. Если источник питания не способен обеспечить нужный ток, GSM модуль может перезагрузиться при попытке регистрации в сети и продолжить перезагружаться в бесконечном цикле. Периоды пикового потребления обычно длятся меньше секунды, поэтому есть соблазн применить слаботочный стабилизатор с накопителем энергии для периодов пиковой нагрузки. В качестве такого накопителя можно применить литиевый аккумулятор. При этом важно обеспечить возможность его отключения и важно не забыть ей воспользоваться, иначе отключение устройства от сети закончится глубоким разрядом аккумулятора и его необратимым повреждением. Другой вариант — это поставить вместо аккумулятора ионистор (суперконденсатор). Он не боится глубокого разряда. Но у него тоже есть проблемы с надежностью. Одна ячейка ионистора обычно рассчитана на напряжение от 2.5 до 3В. Ионисторы, рассчитанные на большее напряжение, состоят из нескольких ячеек (обычно из 2-х). При этом, однако, дисбаланс напряжения на ячейках может закончится пробоем ячейки. Такой дисбаланс легко получить за счет разницы в емкости ячеек или разницы в токе утечки. Следует также учитывать параметр внутреннего сопротивления ионистора. Ионисторы с большим внутренним сопротивлением на больших токах бесполезны, а ионисторы с малым сопротивлением стоят не дешевле аккумулятора. После того, как у меня ионистор скоропостижно скончался из-за дисбаланса ячеек, я просто применил преобразователь из 220В в 5В достаточной мощности. Чтобы понизить напряжение до нужного GSM модулю, я поставил между преобразователем и модулем обычный кремниевый диод. На таком диоде обычно падает 0.7В, так что модулю достаются необходимые 4.3В. После диода полезно поставить электролитический конденсатор большой емкости. Он сгладит провалы напряжения при внезапном включении передатчика.

От передающей антенны лучше держаться подальше

Даже после того, как я обеспечил GSM модулю требуемое питание, симптом перезагрузки периодически проявлялся, но на этот раз перезагружалась Arduino. Наблюдение за ее питанием при помощи осциллографа показало, что питание тут непричем. Судя по всему помеху создавал передатчик модуля, поскольку проблема возникала тем чаще, чем хуже были условия приема сигнала базовой станции. Столь радикальный эффект помех от передающей антенны вполне объясним, если вспомнить, что передатчик модуля способен выдать в антенну 2 ватта. Такая мощность может за 5 минут вскипятить миллилитр воды или нагреть ваше ухо на несколько градусов. Для борьбы с этой проблемой были опробованы разные методы. Для начала я подключил внешнюю антенну, которая располагалась снаружи корпуса и соединялась с модулем коротким коаксиальным кабелем. Однако, ожидаемого эффекта это не дало. Тогда я расположил модуль в отдельном металлическом корпусе, к которому снаружи крепилась антенна. Стало лучше, но не сильно. Радикально улучшил ситуацию только вынос антенны на некоторое расстояние от устройства за счет ее подключение коаксиальным кабелем достаточной длины.

Почему так происходит, легко понять из физических соображений. Типичная антенна — это ‘четвертьволновой штырь’, то есть половинка от дипольной антенны. Но, чтобы создать электрическое поле, половинки диполя недостаточно, нужна вторая половинка, тогда между отрицательно и положительно заряженными элементами антенны возникнет электрическое поле. У правильной штыревой антенны второй половиной является либо поверхность земли, либо корпус прибора, либо специальные проводящие ‘противовесы’. Но для маркетологов все это слишком сложно, поэтому нам обычно продают только половинку от нормальной антенны. Как же она работает? Очень просто — второй половинкой является кабель, которым подключена антенна. То, что он экранирован, ничего не меняет. Внешняя поверхность его оплетки играет роль второй половинки дипольной антенны. При этом помеха легко наводится на проходящие по соседству провода несмотря на то, что кабель казалось бы экранирован. Ну а если кабеля нет, например мы спрятали модуль в металлический экран, из которого торчит антенна? Если экран большой (по сравнению с длиной волны), то он работает, как вторая половина излучателя, а если маленький, то излучают прочие провода, которые подведены к этому модулю, совершенно не важно, какие. Следующий рисунок иллюстрирует вышесказанное (плюсы и минусы показаны для наглядности, в реальности заряд элементов антенны меняет знак с частотой несущей).

Слева показана ‘правильная’ антенна, ее подводящий кабель не излучает помех. На среднем рисунке показана антенна, которую вы обычно покупаете. Здесь подводящий кабель является частью излучателя и создает помехи проходящим поблизости проводам. Справа показана ситуация, когда источник сигнала спрятан в компактный экранированный корпус. Здесь любые провода, подведенные к такому корпусу, являются частью излучателя.

Мораль заключается в том, что единственный надежный способ защититься от помех, создаваемых передающей антенной, — унести ее подальше от остальной электроники, подключив коаксиальным кабелем достаточной длины. Какая длина является достаточной? Расстояние естественно соизмерять с длиной волны, в данном случае это максимум 30 см. Это и есть минимальное расстояние на которое следует отнести антенну, но чем дальше, тем лучше.

Не все последовательные порты одинаково полезны

В простых AVR микроконтроллерах, которые все обычно и используют, аппаратный последовательный порт всего один, и он используется для загрузки программы. Поэтому, программная реализация последовательного порта является очень популярным решением. Я собираюсь доказать утверждение, которое многим покажется неожиданным, — для управления GSM модулем программная реализация последовательного порта непригодна вообще.

Суть проблемы в том, что программная реализация последовательного порта запрещает прерывания на все время передачи или приема очередного символа. Казалось бы, что в этом плохого, так многие делают. Например, реализация протокола 1-Wire для чтения термометров Dallas Semiconductor тоже запрещает прерывания на время передачи одного бита, то есть на 65 микросекунд. Это конечно тоже не слишком хорошо. Если в системе есть другие обработчики прерываний, они не смогут обеспечить время реакции на прерывание меньше этих 65 микросекунд. Если запрос на прерывание приходит, когда они запрещены, он будет обработан только после того, как прерывания разрешат снова. Например, аппаратный последовательный порт использует прерывания для того, чтобы положить в буфер приемника очередной принятый символ. Если следующий символ придет, пока не обработано прерывание от предыдущего, тот будет потерян. Это значит, что работать со скоростью больше 115200 бит в секунду аппаратный последовательный порт не сможет. В случае программной реализации последовательного порта все хуже. Для его работы нужно, чтобы время реакции на прерывание было меньше времени передачи одного бита. Это ограничивает нас скоростью 9600 бит в секунду.

Более серьезная проблема заключается в том, что программная реализация последовательного порта сама запрещает прерывания. Причем время, на которое она их запрещает (время передачи или приема одного символа) всегда примерно в 10 раз больше, чем максимальное время обработки прерывания, требуемое для корректной работы приемника того же программного последовательного порта. То есть, он всегда мешает сам себе до такой степени, что одновременно не может принимать и отправлять данные. Конечно, в большинстве случаев это и не требуется. В большинстве, но не в нашем случае с GSM модулем. Он таки может неожиданно для нас по собственной инициативе начать передавать данные (например при получении SMS сообщения). И в случае применения программной реализации последовательного порта это легко может привести к сбою протокола обмена с модулем. Поэтому, я просто применил один и тот же аппаратный последовательный порт и для программирования Arduino и для общения с GSM модулем. Неудобно конечно, но это единственный способ сделать надежно работающее устройство.

Асинхронному протоколу — асинхронный обработчик

Асинхронный протокол — это такой протокол, при котором одна сторона обмена может начать передавать информацию неожиданно для другой стороны, то есть без всякой синхронизации с ее сообщениями. Именно таков протокол обмена с GSM модулем. Он исправно отвечает на запросы со стороны Arduino, но может и начать передавать что то свое, например сообщить о принятом SMS сообщении. И это создает реальную проблему, поскольку ни одна из известных мне библиотек для работы с модулем под Arduino асинхронность протокола не учитывает вообще никак. Представим себе, что Arduino передала модулю команду, а модуль в тот же самый момент передал информацию о принятом SMS сообщении. Эта информация будет принята вместо ответа на команду. В результате в качестве ответа на команду библиотека вернет ошибку (в лучшем случае, в худшем все ‘повиснет’), а сообщение о принятом SMS будет потеряно.

Починить это легко — нужно просто написать свой, асинхронный обработчик протокола. Асинхронный обработчик предъявляет только необходимый минимум требований к ответам модуля на его команды. На каждую команду модуль в итоге отвечает либо OK, либо ERROR. И это все, что нужно для того, чтобы зафиксировать ответ. Все остальные строки, которые приходят от модуля, обрабатываются независимо от того, пришли они в ответ на команду или сами по себе. Смысл этих строк всегда можно определить по их началу. Если строка начинается с +CSQ, то она содержит информацию о качестве сигнала. Если она начинается +CMT, то это информация о полученном SMS, и в ней содержится адрес отправителя. Первая строчка посылается в составе ответа на команду AT+CSQ, а вторую модуль присылает по собственной инициативе, но для нас это различие абсолютно несущественно. Принятые SMS сообщения модуль направляет непосредственно в последовательный порт. Это позволяет избежать чтения их из памяти и последующего удаления. Чтобы мы могли распознать SMS сообщения в общем потоке сообщений от модуля, они должны начинаться с символа #, в противном случае сообщение игнорируется.

Созданная автором библиотека, реализующая вышеописанный подход, находится здесь.

Чтобы получать строки, начинающиеся с определенной последовательности символов, клиент создает специальный объект — ловушку. Таких ловушек он может создать любое количество. Полученные от модуля строки, отличные от OK, ERROR, которые не попали ни в одну из ловушек, просто игнорируются. Поскольку такая архитектура не требует полного анализа ответов модуля на множество различных типов команд, код библиотеки в разы компактнее любой из известных мне библиотек.

Что в итоге?

В итоге получилось устройство, которое надежно работает в зоне со слабым покрытием, даже лучше, чем среднестатистический телефон. Ниже приведена его полная схема.

Для заинтересовавшихся — ссылка на гитхаб, где вы найдете исходники проекта и описание команд, которые можно посылать устройству в SMS сообщениях.

GSM модуль для котлов: что, зачем, какой?

Системы «умный дом» включают в себя множество устройств, облегчающих жизнь и делающих её более комфортной. GSM-модуль для удалённого управления нагревательным котлом – это одно из таких устройств. Оно является частью системы отопления. О его функциях, преимуществах и о том, как его устанавливают, расскажем ниже.

Стандартное механическое управление котлом производится непосредственно с кнопок, расположенных на нём

Что такое GSM-модуль дистанционного управления котлом?

GSM-модуль представляет собой контроллер, устанавливаемый на нагревательный котёл, из которого вода идёт в трубы автономного отопления. У него есть предшественник, который и сейчас используется многими – обычный прибор управления, который регулируется вручную. С его помощью производится управление работой котла.

GSM-модуль представляет собой небольшой блок с большими возможностями

Задача любого блока управления котлом заключается в следующем:

• Включать и выключать котёл;
• Регулировать температуру в зависимости от погодных условий, присутствия в доме людей, а также от предпочтений по уровню тепла в помещениях;
• Управлять контуром ГВС, если оно подключено к данному котлу;
• Корректировать нагрев котла в соответствии с данными температурных датчиков, расположенных в комнатах.

Как работают электрические котлы с GSM-модулем?

GSM-модуль состоит из контроллера, антенны, аккумулятора и датчиков температуры.

Контроллер – это электронная плата. Сюда вставляется сим-карта, с помощью которой будет устанавливаться связь между прибором и «пультом управления», в данном случае мобильным телефоном. Сигналы, поступающие с телефона на контроллер, будут считаться приоритетными. Они учитываются, несмотря на предустановки котла. В отличие от большинства приборов системы «умный дом», GSM-модуль не требует наличия современного смартфона, он может организовывать сообщение между котлом и человеком с помощью СМС

Контроллер GSM-модуля с антенной и местом под сим-карту

Многие контроллеры идут в комплекте с антенной, которая помогает улучшить сигнал. Эта функция очень полезна в условиях удалённой от города местности

Аккумулятор нужен для подстраховки на случай отключения электричества. Этот прибор тоже очень полезен для загородных домов и дач, потому что перебои со светом тут случаются чаще, чем в городе. Если электричество отключают, с помощью аккумулятора модуль может послать сообщение о проблеме на мобильный телефон.

Датчики температуры нужны для корректировки силы нагрева. Они бывают проводными и беспроводными, устанавливаются в комнатах, откуда подают сигнал о температуре в помещении. Сигналы с этих датчиков находятся в приоритете над установками температуры на котле.

Набор GSM-модуля – контроллер, аккумулятор, термодатчики

Работает это всё следующим образом. С датчиков поступает информация о температуре в комнатах, и контроллер, исходя из этой информации, повышает или понижает температуру нагрева, чтобы поддерживать заданный режим. Таким образом, система саморегулируется, если не производится никаких новых указаний.

Дать эти указания может хозяин дома с телефона:

• С помощью СМС, где указывает желаемую температуру нагрева, включение или выключение котла, регулировку настроек;
• С помощью управления голосом, обычно так производятся основные команды – «вкл» и «выкл»;
• Через приложение, где можно указать все желаемые параметры, а также выбрать один из предложенных режимов работы.

Управлять GSM-модулем можно с телефона, с помощью СМС или приложения

В фирме «Адмирал» можно заказать бесплатную консультацию, если у вас остались вопросы по работе GSM-модуля для котлов. О том, в чём состоит его превосходство над обычным блоком управления, читайте далее.

Преимущества GSM-модуля для электрических котлов

Разница между модулем удалённого управления и обычными кнопками и регуляторами на котле состоит не только в том, что в первом случае вы можете регулировать температуру в доме, не вставая с дивана или даже не выходя с работы.

Автоматизация и дистанционная удалённость дают много преимущества, о которых в первый момент можно не задуматься.

GSM-модуль сообщит о достижении максимума или минимума допустимой температуры в комнатах. Без оповещения вы узнали бы об этом, лишь когда это различие уже стало бы слишком явственно некомфортным.

Когда пропустил похолодание за окном и вовремя не настроил котёл отопления

А сколько времени займёт после внепланового понижения температуры нагрев? Произойти такое может, к примеру, при резком понижении температуры на улице. Если настройки котла не изменить и не пользоваться автоматикой, он так и будет греть теплоноситель до заданной температуры, которой при резком похолодании за окном будет уже недостаточно для прогрева дома. Если пользоваться автоматизированным модулем, он, получив сигналы от термодатчиков в комнатах, скорректирует температуру нагрева теплоносителя, и в доме будет сохраняться комфортная температура.

А представьте ситуацию наоборот. Вы приехали домой после долгого отсутствия. На улице холодно, а дом не обогревался. Теперь нужно разогреть воздух в доме так, чтобы вернуть в помещения привычный температурный режим. Чтобы ускорить процесс, котёл включают на допустимый максимум, а потом про него обычно забывают. Можно лечь спать и проснуться ночью от жары – это трудолюбивый нагреватель старается в соответствии с заданными вами параметрами. Придётся открывать окно, идти регулировать температуру. И переплачивать за электричество. Совсем неприятный расклад, которого можно было бы избежать, будь в вашем доме электрический котёл для отопления с GSM-модулем. С ним вы бы вовремя узнали о том, какова температура в комнатах и в котле, получили бы сигнал о том, что пора поменять настройки или же модуль поменял бы их сам.

В отсутствие контроля котёл может перегреть дом, а перегрев – это лишние расходы электроэнергии

Или вот ещё ситуация. Утром вы уезжаете на работу, и будете отсутствовать весь день. Будучи вынужденным в предыдущем примере заплатить лишние деньги за электричество, вы решили впредь максимально экономить на нём и на время своего отсутствия снижать до минимума нагрев котла. Придя на работу, вы понимаете, что забыли выставить на приборе температуру эконом-режима, и теперь весь день будет немного омрачён мыслями о бесцельно расходуемой энергии. Одно радует – по возвращении домой можно будет не ждать, пока воздух нагреется обратно, как было бы, если бы вы не забыли утром понизить температуру.

Приложение позволяет выбрать предпочтительный режим работы, в соответствии с которым будет корректироваться температура нагрева

GSM-модуль для электрических котлов отопления дал бы вам возможность прямо из офиса изменить настройки котла и перейти в эконом-режим, а перед вашим возвращением домой заранее прогреть воздух до комфортной температуры. А ещё можно было бы установить такую программу с расписанием автоматически, и система делала бы всё за вас ежедневно, не отнимая ни одной лишней секунды.

Схема передачи сигнала системы отопления с GSM-модулем

Также стоит отметить такие преимущества, как:

• Безопасность. Автоматические мгновенные сообщения от модуля позволяют сразу же узнать о неполадках в системе, о выходе температуры за указанные границы, об отключении электроэнергии, разгерметизации системы и проч. Эту особенность обычно оценивают при длительном отсутствии дома;
• Оповещения нескольким абонентам сразу. Можно привязать к контроллеру не один номер, а несколько. Так информация о состоянии системы с большей вероятностью будет вовремя замечена;
• Возможность привязки дополнительных элементов и получения информации от них. К примеру, многие модули могут расширять функционал оповещений до информации о количестве топлива (если речь идёт о твердотопливном или жидкотопливном котле), состоянии датчиков протока и угарного газа, давления в контурах и т. д.;
• Полностью дистанционное управление. GSM-модуль даёт возможности, с которыми не сравнится обычное беспроводное автоматическое управление, доступное из любой точки дома, где установлен термостат. Модулем можно управлять из любой точки планеты, где есть сотовая связь.

Прибор может присылать отчёт и по дополнительным параметрам, таким как количество топлива в нагревательном котле