1 Andrzej Dziedzic 15.10.2013 Krzysztof SamsonPrzegląd i porównanie technologii telemetrycznych w automatyce procesów przemysłowych

2 Plan Definicja telemetrii RFID ZigBee Z-wave LonWorksRozproszony system pomiarowy Technologia GSM Technologia radiomodemowa Podsumowanie

3 Definicja telemetrii Telemetria – dziedzina telekomunikacji zajmująca się technikami przesyłu wartości pomiarowych na odległość.

4 Główne zadania telemetriiRejestracja wyników Obliczanie wartości średniej Opracowanie wyników Generacja sygnałów np. ostrzegawczych Dostarczają dane o aktualnej wartości

5 Systemy telemetryczneJednokanałowe Wielokanałowe Selektywne

6 Telemetria dwustronna

7

8 RFID RFID, czyli Radio-Frequency Identyfication, to technika umożliwiająca bezprzewodową identyfikację różnego rodzaju obiektów z użyciem fal radiowych.

9 Zasada działania System RFID składa się z czytnika oraz tagów.

10 Rodzaje tagów pasywne aktywne Read Only Write Once Read Many TimesRead/Write

11 Standardy Tiris – jeden z pierwszych systemów;Unique – najprostszy i najpowszechniejszy, Q5 – programowalne znaczki, reagujące na hasło; Hitag – stosowany w przemyśle, odczyt i zapis danych, znaczniki pasywne; Mifare – proste i skomplikowane znaczniki, zawierające procesory szyfrujące, firmy Philips; Icode – bardzo płaskie znaczniki, możliwy odczyt do 30 na sekundę.

12 Zakres częstotliwości

13 RFID w przemyśle

14 Opakowania zwrotne i odpady komunalne

15 Winiarnia

16 Bezpieczeństwo Skimming Eavesdropping Kill signal

17 ZigBee Specyfikacja protokołów transmisji danych w sieciach bezprzewodowych typu mesh.

18 Urządzenia koordynator (ZigBee Coordinator – ZC): dla każdej sieci może występować tylko jedno takie urządzenie, służy jako węzeł początkowy do którego mogą się przyłączać pozostałe urządzenia, zazwyczaj pełni rolę urządzenia zbierającego dane. router (ZigBee Router – ZR): przekazuje pakiety dalej, umożliwia wiele przeskoków (multihop routing). urządzenie końcowe (ZigBee End Device – ZED): przesyła dane do routera do którego jest przyłączone, może być czasowo usypiane w celu zmniejszenia zużycia energii.

19

20 Charakterystyka Pasmo 2,4 GHz, Zasilanie 2,1-3,6V Maks prąd 40 mA,Min prąd1 mA.

21 Sprzęt Układ PIC18LF4620 Chipcon CC2420EM czujnika temperatury TMP 12

22 LabWindows CVI

23 Porównanie z BluetoothZigbee Zasięg 10m 100m Maks przepustowość 720Kb/s 20Kb/s – 868 MHz (Europa) 40Kb/s – 915MHz (USA) 250Kb/s – 2,4 GHz (świat) Pasma 2,4GHz 3 zakresy Ilość urządzeń 6 64k Połączenia między sieciami nie tak Architektura 2-warstwowa 3-warstwowa Częstość uzupełniania zasilania Co kilka dni Co 2 lub 3 lata Szybkość aktywacji >3s 15ms

24 Z-wave Protokół bezprzewodowy służący do połączenia w jedną, zdalnie sterowaną sieć wykorzystywany w systemach inteligentnego zarządzania budynkiem.

25 Specyfikacja Topologia typu mesh Sygnał przebiega wyznaczoną trasęAutomatyczne omijanie uszkodzonych węzłów Możliwość podłączenia do 232 urządzeń

26 Parametry Przepustowość 9,6 kb/s Zasięg do 100 m Modulacja GFSKCzęstotliwość 868,42 MHz (UE), 908,42 (USA)

27 Z-wave i ZigBee

28 LonWorks System umożliwiający sterowanie i monitorowanie dowolnych procesów technologicznych w takich obszarach jak automatyka budynków, systemy transportowe, energetyka oraz przemysł.

29 Zasada działania Podstawową jednostką jest węzeł„Sercem” węzła jest Neuron Chip Komunikację między węzłami zapewnia LonTalkProtocol Rywalizację o kanał rozwiązuje reservation protocol Aplikacje napisane w Neuron C

30 LonTalk Zapisany w pamieci Neuron ChipaMożliwe 3 rodzaje transmisji (unicast, multicast, broadcast) Zgodny z ISO/OSI

31 Rozproszony system pomiarowyRozproszenie bloków: Pomiarowych Sterujących Przetwarzania Baz danych Wizualizacji

32 Rozproszony system pomiarowy

33 Technologia GSM Transmisja na dalekie odległości Gotowa infrastrukturaPopularyzacja sieci komórkowych oznacza malejące koszty Krótki czas wdrożenia

34 Rozwój technologii przesyłania danychGSM 10 kbit/s GPRS 80 kbit/s EDGE 240 kbit/s UMTS kbit/s HSPA 14 Mbit/s pobieranie, 6 Mbit/s wysylanie HSPA+ 42 Mbit/s pobieranie, 11 Mbit/s wysylanie LTE 300 Mbit/s pobieranie, 50 Mbit/s wysylanie LTE advanced 1Gb/s pobieranie, 0,5 Gb/s wysylanie

35 GSM – używane częstotliwościUplink  [MHz] Downlink  [MHz] Liczba częstotliwości 35 124 174 374 299

36 GPRS – techniki transmisji

37 GPRS - infrastruktura

38 GSM – zastosowanie w pomiarachPomiar zużycia mediów Liczniki zużycia energii Liczniki zużycia wody Ciepłownictwo Lokalizacja pojazdów Monitorowanie pracy wind Pomiar poziomu wód (studnie, ujęcia wody, rzeki) Temperatura i wilgotność w silosach Pomiary zanieczyszczenia powietrza Stacje meteo

39 Najpopularniejsze marki urządzeń GSM w Polsce

40 Inventia MT-331 modem GSM/GPRS/EDGE 850/900/1800/19004 konfigurowalne wejścia/wyjścia binarne 2 dedykowane wejścia binarne 2 konfigurowalne wejścia binarne / analogowe 4-20 mA / analogowe V 1 port 1-Wire, USB Zasilanie zewnętrznych czujników Rejestrator danych (do 28 000 rekordów)

41 Inventia MT-102 modem GSM/GPRS 850/900/1800/1900Programowany sterownik PLC Wejścia i wyjścia binarne (8) Wejścia analogowe 4-20 mA (6) port komunikacyjny (RS 232/422/485) Standardowe protokoły transmisyjne (MODBUS RTU, GAZMODEM, M-BUS)

42 System X-way

43 Telit GT 863-PY Modem GPRS Wbudowany interpreter PythonWbudowany klient FTP i SMTP 4 porty wejścia/wyjścia Port szeregowy

44 AirLink FXT009 Modem EDGE ARM946 – 104 MHz Wejście i wyjście audioUART, USB, SPI, ADC, DAC, Ethernet

45 Airlink GX400 UMTS: HSPA+ (do 21Mbps przy ściąganiu), HSPA, HSDPAGSM: EDGE, GPRS Ethernet, RS232, USB, I/O, złącza SMA Wbudowany odbiornik GPS Możliwość WiFi IP 64

46 RB865ioU - Teleorigin Modem GSM/GPRS/EDGE/UMTS7 portów wejścia/wyjścia Intepreter Python Wbudowane protokoły: TCP/IP, UDP/IP, SMTP, POP3

47 LR77 – Conel Modem LTE klasy 4G download-100 Mb/s upload - 50 Mb/sEthernet, USB 1 port I/O

48 Wavecom 3G Modem Modem HSPA/UMTS, GSM/GPRS/EDGE RS232, USB

49 System zdalnego nadzoru przepompowniSynoptyka stanu pompowni w ramach zainstalowanych urządzeń pomiarowych i czujników Rejestrację wartości Wysyłanie ważnych komunikatów alarmowych i ostrzeżeń

50 System zdalnego nadzoru przepompowni

51 System zdalnego nadzoru przepompowni

52 Monitorowanie gazociąguMonitorowanie km w standardowy sposób – 5,1 mln $ rocznie 900 modemów AirLink Raven – 630 tys. $ Oszczędność oszacowana na 4,8 mln $ rocznie

53 Technologia radiowa Odległość od 100m – 100kmPrzepustowość ponad 100 kb/s Niezależność od infrastruktury Nie ujawnia częstotliwości nośnej, protokołu transmisji, kodów szyfrujących Spore zapotrzebowanie energetyczne

54 Budowa radiomodemu

55 Pasma częstotliwości 868-870 MHz – bezpłatneMaksymalna moc mW zasięg do 10 km MHz – licencjonowane Bez limitu mocy, zasięg ok. 80 km MHz 169,400 – 169,425 MHz – bezpłatne, max. moc – 500mW, zasięg 30 km Pozostała część – licencjonowana, zasięg 100 km

56 Radiomodemy SATEL

57 SATELLINE-3AS(d) 869 Pasmo 869.400...869.650 MHz Prędkość 19200 bit/sRS232, RS485 Moc 10…500mW Opcjonalnie LCD klawiatura

58 SATELLINE-3AS(d) VHF NMSPrędkość transmisji: bit/s RS232, RS485 częstotliwości: MHz Moc wyjściowa: 100 mW, 500 mW, 1W, 5 W (radiator) Wyświetlacz LCD i klawiatura 4 przyciskowa

59 Conel CDX800 Częstotliwość 869 MHz Prędkość transmisji 24 kbit/sRS232, RS485

60 RipEX 83 kbit/s przy paśmie 25 kHz Maksymalna moc 10W160, 300, 400, 900 MHz Ethernet 2x COM USB

61 Racom - Stacje pogodowe we włoskich AlpachObszar 7500 km2 Temperatura zewn. -30 °C, wysokość m Częstotliwość 400Mhz 10.8 kbit/s w paśmie 12.5 kHz System MORSE 70 punktów pomiarowych

62 Racom - Stacja pogodowa

63 Fabryka samochodów Komunikacja między linią produkcyjną a wózkami widłowymi

64 Obecność technologii w polskich przedsiębiorstwach

65 Technologie bezprzewodowe na rynku światowym

66 Najpopularniejsze zastosowania urządzeń do komunikacji bezprzewodowej

67 Istotne cechy przy instalacji systemu bezprzewodowego

68 Dziękujemy za uwagę