GPRS Modem. Návod k obsluze. Verze 1.0

KMB systems, s.r.o. Dr. M. Horákové 559, 460 06 Liberec 7, Czech Republic tel. +420 485 130 314, fax +420 482 736 896 email : [email protected], internet : www.kmb.cz

GSM/GPRS Modem

KM GPRS 101 Návod k obsluze Verze 1.0

12/2012

KM GPRS 101

KMB systems

OBSAH 1. ÚVOD................................................................................ 3 2. POPIS FUNKCE ............................................................... 3 2.1

Hardware................................................................................................................................................3

2.2

Funkce ...................................................................................................................................................3

3. VOLBA REŽIMU SPOJENÍ .............................................. 4 4. INSTALACE...................................................................... 4 4.1

Vložení SIM-karty ..................................................................................................................................4

4.2 Připojení modemu.................................................................................................................................5 4.2.1 Připojení napájecího napětí............................................................................................................5 4.2.2 Připojení komunikační linky............................................................................................................5 4.2.2.1 Komunikační rozhraní RS-485...................................................................................................5 4.2.2.2 Komunikační rozhraní RS-232...................................................................................................6 4.3

Instalace antény ....................................................................................................................................6

4.4 Nastavení modemu ...............................................................................................................................7 4.4.1 Připojení nastavovacího PC k modemu s rozhraním RS-485 ........................................................7 4.4.2 Připojení nastavovacího PC k modemu s rozhraním RS-232 ........................................................7 4.4.3 Nastavení do režimu GPRS s pevnou IP-adresou .........................................................................7 4.4.3.1 Příprava nastavení.....................................................................................................................7 4.4.3.2 Vlastní nastavení modemu ........................................................................................................9 4.4.3.3 Zkouška správnosti nastavení .................................................................................................12 4.4.4 Nastavení do režimu GPRS s dynamicky přidělovanou IP-adresou ............................................14 4.4.4.1 Příprava nastavení...................................................................................................................14 4.4.4.1.1 Vytvoření domény na hostitelském DNS-serveru ..............................................................14 4.4.4.1.2 Příprava souboru nastavení modemu................................................................................17 4.4.4.2 Vlastní nastavení modemu ......................................................................................................19 4.4.4.3 Zkouška správnosti nastavení .................................................................................................20 4.4.5 Nastavení do režimu GSM ...........................................................................................................22 4.4.6 Podpora komunikace protokolem Modbus ...................................................................................23 4.4.6.1 Konverze protokolů Modbus-TCP/Modbus-RTU .....................................................................24

5. LITERATURA ................................................................. 24 6. TECHNICKÉ PARAMETRY ........................................... 24 7. ÚDRŽBA, SERVIS......................................................... 25 2

KM GPRS 101

KMB systems

1. Úvod Modem KM GPRS 101 je zařízení pro spojení bod-bod určený zejména pro dálkovou správu a monitoring přístrojů a regulátorů firmy KMB systems, s.r.o. Umožňuje spojení v režimu GSM (klasický modem) nebo v režimu GPRS protokoly TCP nebo UDP s pevnou či dynamickou IP-adresou. Od verze firmware 1.0 výše podporuje i komunikaci protokolem Modbus. Modem se dodává s komunikačním rozhraním RS-485 nebo RS-232. V případě rozhraní RS-485 lze k němu připojit až 32 přístrojů s odpovídajícím rozhraním.

2. Popis funkce 2.1 Hardware Základem modemu je komunikační modul GC864-QUAD firmy Telit. Podrobný popis modulu lze nalézt v lit. [1]. Aby komunikační modul pracoval požadovaným způsobem, musí být příslušně nastaven. Parametry modulu se nastavují pomocí tzv. AT-příkazů. Některé parametry stačí nastavit je jednou při instalaci (modul si je pamatuje ve své paměti ), ostatní parametry se musí do modulu nastavit vždy po zapnutí napájecího napětí znova. Tato činnost je hlavním úkolem řadiče ( pomocného procesoru) integrovaného v modemu společně s modulem . Řadič musí být tedy při instalaci rovněž nastaven (má vlastní pamět), aby komunikační modul vždy při zapnutí potřebným způsobem nastavil. Radič zastává i další funkce, jako dohled na funkci modemu ( kontrola provozu, watchdog ) a případně i autonomní komunikační provoz pro on-line monitoring připojených přístrojů. Modul i řadič jsou připojeny na komunikačního rozhraní modemu ( RS232 nebo RS485 ). Přes toto rozhraní lze modem nejprve nastavit a pak k němu připojit monitorované přístroje.

2.2 Funkce Po připojení napájecího napětí se rychle ( asi 4x za sekundu) rozbliká LED-dioda MODEM , což značí, že modem je v tzv. nastavovacím stavu . V tomto stavu pracuje pouze řadič, komunikační modul zůstává vypnutý. V nastavovacím stavu lze nastavovat parametry modemu ( popsáno níže). Pokud z komunikačního rozhraní nepřijde do modemu po zapnutí žádný platný příkaz, přibližně po deseti sekundách přejde modem do tzv. stavu připravenosti . Nejprve řadič nastaví naprogramovanou rychlost komunikačního rozhraní a aktivuje a nastaví komunikační modul – tato fáze může trvat až několik desítek sekund a LED-dioda MODEM během ní je zhasnutá. Jakmile je komunikační modul nastaven, začíná tzv. stav připravenosti , tedy modem je připraven k navázání spojení. Tento stav je indikován pomale blikající (asi 1x za 2 sekundy) LED-diodou MODEM.. Pokud se řadiči nepodaří komunikační modul řádně nastavit, přejde modem do chybového stavu – v tomto stavu LED-dioda MODEM bliká rychlostí asi 2x za sekundu. V chybovém stavu řadič modemu každou minutu zkouší znovu nastavit modul tak, aby modem mohl přejít do stavu připravenosti ; zpravidla je ale nutné zkontrolovat a příslušně opravit nastavení modemu. Spojení navazuje zásadně nadřazený počítač přes síť GSM. Při příchozím volání modem naváže spojení a přejde do stavu připojení, ve kterém je modem „transparentní“ a data mohou procházet ze sítě GSM do komunikačního rozhraní a naopak. V transparentním stavu svítí LED-dioda MODEM trvalým svitem. Pokud nejsou přes modem přenášena žádná data, řadič z bezpečnostních důvodů provádí reinicializaci modemu cyklicky každých 15 minut. 3

KM GPRS 101

KMB systems

3. Volba režimu spojení Z hlediska jednoduchosti a s tím související spolehlivosti spojení je nejlepší zvolit režim GPRS s pevnou IP adresou. K tomu je potřeba od operátora zvolené sítě objednat odpovídající SIM-karty s vhodně zvoleným tarifem. Obvykle bývá nejvhodnější zvolit tarif s neomezeným objemem přenesených dat, ale situace se může u různých operátorů lišit. Provoz takovýchto SIM-karet bývá zpoplatněn určitou fixní měsíční sazbou. Výhodou je, že nadřazený systém s modemem komunikuje pomocí jednou provždy dané IP-adresy a spojení je proto závislé jen na kvalitě a průchodnosti použité sítě GSM. Druhou možností je režim GPRS s dynamicky přidělovanou IP adresou. Provoz takových SIM-karet vyjde zpravidla levněji, nutno ovšem ověřit, aby k SIM-kartě byl možný přístup i ve směru z internetu ( u některých SIM-karet může být tento směr zablokován ), případně je nutné tuto funkci ( někdy za poplatek ) aktivovat. Nevýhodou je, že nadřazený systém nemůže pro spojení použít konkrétní IPadresu (protože ji nezná), ale musí použít tzv. jméno domény, takže přístup k ní je zprostředkován pomocí tzv. DNS-serveru. K tomu je nutné na vybraném serveru založit a udržovat účet se zvoleným jménem domény a modem nastavit tak, aby dynamicky přidělenou IP-adresu tomuto serveru předával a aktualizoval. Provoz je tedy závislý i na „třetí straně“ – provozovateli zvoleného DNS-serveru. Třetí možností spojení je režim klasického GSM-modemu. Vystačí s běžnou SIM-kartou, ale jelikož bývá zpoplatněn podle délky trvání spojení, je z cenových důvodu většinou nepoužitelný.

4. Instalace 4.1 Vložení SIM-karty Podle zvoleného typu spojení ( dle předchozí kapitoly ) je třeba od operátora sítě objednat příslušnou SIM-kartu a vložit ji do modemu. Postup je následující : 1. Pozor, pokud je SIM-karta chráněna tzv. PINem, je nutné tuto ochranu nejprve deaktivovat. 2. Modem odpojit od napájecího napětí ! Jinak hrozí nebezpečí úrazu elektrickým proudem !!! 3. Pomocí malého šroubováku zapáčením ve štěrbině na předním panelu odklopit krycí víčko.

4

KM GPRS 101

KMB systems

4. SIM-kartu zasunout do štěrbiny pod LED-diodami orientovanou zkoseným rohem dolů napřed podle obrázku.

5. SIM-kartu zatlačit nadoraz a pustit – karta zůstane ve štěrbině v aretované poloze (opakovaným zatlačením se karta uvolní a lze ji vyjmout).

6. Nakonec zaklapnout zpět krycí víčko.

4.2 Připojení modemu 4.2.1 Připojení napájecího napětí Připojte napájecí napětí v rozsahu dle technických parametrů (viz dále) ke svorkám AV1 a AV2 (obvykle vodiče L a N, na polaritě nezáleží). Napájecí napětí musí být jištěno jističem 1A či pojistkou T 0,5 L. Při správném připojení se po přivedení napájecího napětí musí rozblikat LED-dioda MODEM.

4.2.2 Připojení komunikační linky Pro propojení s přístroji je modem vybaven rozhraním dle standardu RS-485, případně RS-232.

4.2.2.1 Komunikační rozhraní RS-485 Rozhraní obsahuje svorky A, B a GND. Umožňuje připojení až 32 přístrojů na vzdálenost maximálně asi 1 km. Doporučovaný kabel je stíněný kroucený (=twisted) metalický dvojpár. Linka RS-485 vyžaduje při vzdálenostech od několika desítek metrů výše impedanční zakončení koncových uzlů pomocí instalace zakončovacích odporů. Zakončovací odpory o velikosti odpovídající vlnové impedanci použitého kabelu se připojí mezi svorky A a B. 5

KM GPRS 101

KMB systems

V modemu je pro tento účel zakončovací odpor od hodnotě 330 Ohm připraven, ale standardně při dodávce je odpojen ( jeho propojka je v poloze „OFF“). Při potřebě jeho připojení je třeba postupovat následovně : 1. Pomocí malého šroubováku zapáčením ve štěrbině odklopit kryt svorkovnice rozhraní RS485.

2. Propojku označenou „Terminator“ přepojit do polohy „ON“. 3. Zaklapnout zpět krycí víčko. Při délce komunikačního kabelu v řádu stovek metrů nebo v zarušeném prostředí je vhodné použití stíněného kabelu. Stínění se připojí na jednom konci kabelu k ochrannému vodiči PE.

4.2.2.2 Komunikační rozhraní RS-232 Rozhraní obsahuje svorky RxD, TxD a GND. Komunikační rozhraní je podle doporučení CCITT V.28 (RS-232), a to +/- 12V s minimální vnitřní impedancí zátěže 3 kΩ. Přitom jsou použity dle CCITT V.24 signály 102 ( GND = společný vodič), 103 (TxD =vysílaná data) a 104 ( RxD = přijímaná data). Rozhraní lze použít pro připojení pouze jednoho přístroje. Maximální délka komunikačního kabelu je asi 30 m (doporučen stíněný kabel, např. MK 3x0,15).

4.3 Instalace antény Modem je vybaven pro konektorem typu SMA-samice pro připojení antény. V místech s dostatečnou úrovní signálu zpravidla postačuje anténa typu „pendrek“. Úroveň signálu lze zjistit pomocí nastavovacího programu MSet (viz dále). Pokud je v místě instalace modemu nedostatečný signál, je třeba použít anténu umístěnou odděleně od modemu, obvykle s odpovídajícím fixním držákem a propojovacím kabelem, případně s magnetický upevněním nebo v nalepovacím provedení. Anténa není standardní součástí modemu, ale dodává se jako volitelné příslušenství. Konkrétní typ lze zvolit z aktuální nabídky dodavatele modemu nebo provozovatele sítě GSM.

6

KM GPRS 101

KMB systems

Obr. 1 : Sortiment antén

4.4 Nastavení modemu K nastavení modemu je potřeba (zpravidla přenosný) počítač třídy PC s operačním systémem Microsoft Windows XP nebo vyšší a nastavovací program MSet. Program MSet lze volně stáhnout z webových stránek výrobce www.kmb.cz. Po rozbalení v nastavovacím PC spustte program setup.exe a sledujte pokyny instalačního programu. Modem se nastavuje přes komunikační rozhraní, proto je zpravidla potřeba ještě odpovídající převodník rozhraní – viz dále.

4.4.1 Připojení nastavovacího PC k modemu s rozhraním RS-485 Nastavovací PC je potřeba připojit k rozhraní RS-485 modemu pomocí převodníku, zpravidla typu „USB/485“. Doporučujeme převodník firmy PaPouch (www.papouch.com) typu SB-485. Převodník se připojí ke svorkám A a B, svorku GND není zpravidla nutné pro provedení nastavení připojovat. Případné připojené přístroje na této lince není potřeba odpojovat, pokud nepoužívají adresu 250, která je rezervována pro nastavení modemu. Pokud je PC vybaven rozhraním RS-232, lze pro připojení k modemu použít i převodník typu „232/485“; převodník však musí podporovat automatické řízení směru přenosu podle vysílaných dat a časovač tohoto řízení musí být nastaven na odpovídající rychlost přenosu. Uvedené převodníky lze objednat u dodavatele modemu jako volitelné příslušenství.

4.4.2 Připojení nastavovacího PC k modemu s rozhraním RS-232 Pokud je PC vybaven rozhraním RS-232, lze ho připojit k modemu přímo bez převodníku; k tomu je potřeba pouze tzv. „překroucený“, resp. “null-modem“ kabel ( 3-žilový, signál RxD z PC na TxD modemu a naopak + spoj GND-GND). V opačném případě je nutné použít převodník „USB/232“, který je běžné dostupný v prodejnách s informační technikou. Pokud je k rozhraní modemu připojen nějaký přístroj, je nutné ho na dobu nastavení od modemu odpojit.

4.4.3 Nastavení do režimu GPRS s pevnou IP-adresou Doporučujeme si nastavení modemu nejprve připravit a uložit v nastavovacím počítači ( který přitom nemusí být připojen k modemu) a do konkrétního modemu toto nastavení nahrát v místě instalace.

4.4.3.1 Příprava nastavení Spustíme program MSet. Pro nastavení použijeme předpřipravené nastavení, dodávané standardně s programem, které načteme do programu : stiskneme tlačítko Load a vybereme vzorové nastavení DEFAULT_GPRS_FIP.mst (FIP=Fixed IP). Korektní načtení potvrdí program zprávou „The setting successfully loaded“, kterou potvrdíme stiskem OK . 7

KM GPRS 101

KMB systems

Nastavení je tvořené množinou parametrů; s výjimkou jediného parametru se jedná o nastavení řadiče modemu a po načtení se tato množina parametrů objeví v sekci Setting. Základní skupina parametrů je uvedena v podsekci General : •

Object … Název objektu. Jedná se o textový řetěz o max. délce 31 znaků. Slouží pro označení a rozlišení jednotlivých modemů v rozsáhlejších systémech a uživatel si ho může nastavit libovolně dle svých potřeb.

•

Bd-rate … komunikační rychlost komunikačního rozhraní modemu v jednotkách Bd. Nutno nastavit shodně s nastavením komunikace připojených přístrojů ( poznámka : v nastavovacím režimu komunikuje modem nezávisle na nastavení tohoto parametru pevnou rychlostí 9600 Bd a má pevnou adresu 250).

•

Address … adresa modemu. Nadřazený PC může komunikovat prostřednictvím modemu jak s přístroji na jeho komunikačním rozhraní, tak pomocí této adresy i přímo s řadičem modemu. Adresa nesmí kolidovat s adresami připojených přístrojů – doporučujeme ponechat ve výchozí hodnotě 250.

•

Mode … režim spojení. V tomto případě nastavíme na GPRS-TCP (případně v odůvodněných případech GPRS-UDP, viz pokročilé nastavení níže).

Od verze firmware 1.0 výše lze nastavit ještě : •

paritu a počet stopbitů komunikačního rozhraní modemu

•

konverzi protokolu ModbusTCP na Modbus-RTU a naopak

Tyto 2 přídavné parametry jsou určeny pro možnost připojení přístrojů pomocí protokolu Modbus. Pro běžnou komunikaci nastavte paritu a počet stopbitů na none/1 (žádná parita, 1 stopbit) a konverzi protokolu nechte vypnutou (none). Při komunikaci protokolem Modbus je nutné nastavit odpovídajícím způsobem zvolenou paritu a pokud se parita nepoužívá, je nutné nastavit 2 stopbity (volba none/2). Navíc pokud nadřazený systém používá protokol Modbus-TCP, je nutné zapnout ještě konverzi protokolu (M.TCP/M.RTU).

Nakonec je potřeba nastavit ještě tzv. port komunikačního protokolu TCP. Tento parametr je ve výchozím zobrazení skryt v druhé, podrobnější části nastavení řadiče modemu; pro rozbalení této podrobnější části stiskneme tlačítko ▼v na pravé straně lišty GPRS .

8

KM GPRS 101

KMB systems

Nyní vidíme, že port je přednastaven na hodnotu 2101 a v případě potřeby ho lze upravit. Ostatní parametry v sekci Commands nedoporučujeme prozatím měnit; pro jejich pochopení je třeba se podrobně seznámit s funkcím použitého komunikačního modulu a jsou tedy určeny jen pro pokročilé uživatele (podrobnější popis bude uveden v příslušné kapitole níže). V uvedeném případě jsme tedy nastavili název objektu na MyModemNo1 , rychlost komunikačního rozhraní modemu na 19200 Bd, adresu modemu na 250, režim spojení na GPRS-TCP a port protokolu na hodnotu 2101 ( a ostatní podrobné nastavení zůstalo ve výchozím stavu). Nyní je vhodné si toto rozpracované nastavení uložit na disk tlačítkem Save – program přednabídne název uloženého nastavení dle zadaného názvu objektu, případně ho lze libovolně změnit. Korektní uložení potvrdí program zprávou „The setting successfully saved“, kterou potvrdíme stiskem OK . Mimo výše uvedených parametrů, které se programují do řadiče modemu, bude pro nastavení modemu potřeba znát ještě tzv. jméno přístupového bodu ( Access Point Name, APN ). Toto jméno se bude nastavovat do komunikačního modulu modemu a je potřeba ho zjistit od provozovatele použité sítě GSM.

4.4.3.2 Vlastní nastavení modemu Pro vlastní nastavení modemu je v této fázi již potřeba připojit tento modem k počítači připojit (viz kapitolu výše). Než modem zapneme, připravíme si v programu MSet parametry komunikace programu : v levé horní části okna vybereme záložku COM a v ní zvolíme číslo komunikačního portu seriového rozhraní počítače, ke kterému je modem připojen (např. COM1). Dále nastavíme komunikační rychlost tohoto rozhraní na 9600 Bd a komunikační adresu modemu (Device Address) na hodnotu 250 ( pevné komunikační parametry modemu v nastavovacím stavu). Zapneme napájení modemu. Modem zahájí svou činnost nastavovacím stavem (LED-dioda MODEM rychle - asi 4x za sekundu - bliká). V tomto okamžiku stiskneme tlačítko Connect , čímž se komunikační rozhraní počítače aktivuje, a dále stiskneme v sekci Controller tlačítko Receive . Tuto volbu musíme stihnout během 10 sekund, kdy je modem v nastavovacím stavu, jinak se modem pokusí přejít do stavu připravenosti a jeho nastavení nebude možné; případně je nutné modem vypnout a tuto operaci zopakovat. Při správném připojení a nastavení se v sekci Controller zobrazí stav modemu :

9

KM GPRS 101

KMB systems

V poli Model se objeví typ modemu a v poli Serial N. jeho výrobní číslo. V poli Status se zobrazí současný stav modemu : hodnota SETUP říká, že modem je právě v nastavovacím stavu. Nyní načteme z disku připravené nastavení modemu ( tlačítkem Load ) a poté ho odešleme do modemu tlačítkem Send . V okně Chat History lze přitom sledovat průběh komunikace mezi programem MSet a modemem; v levé části v hexadecimálním tvaru ( tento formát zpráv se používá pro komunikaci s řadičem modemu), v pravé části v textovém tvaru (v tomto formátu probíhá komunikace s komunikačním modulem modemu). Pokud nastavení proběhne v pořádku, program MSet vypíše zprávu „The setting successfully set“, kterou potvrdíme stiskem tlačítka OK.

Nyní je třeba ještě nastavit komunikační modul modemu – v něm se nastavuje jediný parametr, a to jméno přístupového bodu k síti, tzv. APN. Nejprve ověříme základní funkci komunikačního modulu. Pro načtení okamžitého stavu modulu slouží tlačítko Receive v sekci Communication Module . Po jeho stisku se ale objeví zpráva informující, že komunikační modul je dosud vypnut a nelze tedy jeho stav načíst ( komunikační modul zůstává i po přivedení napájecího napětí vypnut a je zapínán až na povel od řadiče modemu ) :

10

KM GPRS 101

KMB systems

Tuto zprávu tedy potvrdíme tlačítkem OK a komunikační modul zapneme tlačítkem On/Off . Proces zapnutí modulu trvá asi 2 sekundy a poté by se měla v poli Status (sekce Communication Module) objevit hodnota ON (=zapnuto). V tomto stavu již po stisku tlačítka Receive načte program (pomocí AT-příkazů) aktuální stav modulu a zobrazí ho :

V poli Model/FW se zobrazí typ komunikačního modulu a verze jeho firmware. V poli SIM lze zkontrolovat přítomnost SIM-karty : musí se zobrazit hodnota OK . Pokud tomu tak není, je nutno do modemu SIM-kartu vložit (dle příslušné kapitoly výše) a nastavovací postup zopakovat. Pokud je SIM-karta v pořádku, můžeme pokračovat v nastavení. V poli Signal lze kontrolovat kvalitu signálu sítě GSM ( přesný význam údaje je popsán v lit. [2] , příkaz AT+CSQ ). První číslo odpovídá síle signálu, druhé chybovosti přenosu. V případě, že signál nelze vůbec zachytit, předá modul hodnoty 99 / 99. Ze zkušenosti je ověřeno, že pokud je síla signálu alespoň 15, je chybovost zpravidla nulová a kvalita spojení je dostačující. Funkčnost spojení při nižší kvalitě signálu je nutno ověřit praktickým provozem. Kvalitu signálu lze zlepšit použitím jiné antény a jejím vhodným umístěním. Pro hledání optimálního umístění antény lze použít tlačítko AutoReceive, po jehož stisku se spustí cyklické čtení stavu modulu. Po nalezení optimálního místa antény vypneme cyklické čtení stavu tlačítkem Stop . Při dostatečné síle signálu se v poli APN zobrazí přednastavené jméno přístupového bodu sítě a v poli IP by se měla objevit přidělená IP-adresa – v našem případě musí odpovídat pevné IP-adrese, odpovídající vložené SIM-kartě. 11

KM GPRS 101

KMB systems

Nyní nastavíme v poli APN jméno přístupového bodu sítě a odešleme jej do modulu tlačítkem Send (v sekci Communication Module). Správnost nastavení ověříme zpětným načtením tlačítkem Receive. Tím je nastavení modemu hotové a zbývá vyzkoušet jeho správnost. Předtím je vhodné nastavení modemu opět uložit tlačítkem Save ( a přepsat tak původně uložené nastavení ) – do souboru nastavení se nyní uloží i hodnota APN ,která při předchozím ukládání nebyla zadána. Poznámka : Celý výše uvedený postup je nutné provádět v nastavovacím stavu modemu. Modem se do tohoto stavu dostane automaticky po přivedení napájecího napětí, ale bez vnějšího zásahu by po 10 sekundách přešel do stavu připravenosti , ve kterém nastavení nelze korektně provést. Proto je, jak bylo uvedeno na začátku této kapitoly, nutné během úvodních 10 sekund vyslat do řadiče modemu nějaký příkaz, např. příkaz na předání stavu tlačítkem Receive . Přijetí takového příkazu během prvních 10 sekund chápe řadič modemu jako zahájení procesu nastavování a v nastavovacím stavu zůstává od té doby 10 minut po přijetí posledního příkazu. Pokud ani po této době není nastavení provedeno, modem přejde do stavu připravenosti. Pak je nutné modem vypnout ( odpojit od napájecího napětí ), znovu zapnout a proces nastavení opakovat.

4.4.3.3 Zkouška správnosti nastavení Odpojíme napájecí napětí modemu. V programu MSet nastavíme komunikační rychlost seriového rozhraní počítače shodně s přednastavenou hodnotou komunikační rychlosti rozhraní modemu - ve shodě s předchozím příkladem nastavení tedy na hodnotu 19200 Bd - a komunikační rozhraní počítače aktivujeme tlačítkem Connect ( pokud bylo rozhraní již aktivováno, musíme jej nejprve deaktivovat tlačítkem Disconnect ). Nyní zapneme napájecí napětí modemu a sledujeme výpis zpráv na komunikačním rozhraní v textové ( = pravé ) části okna Chat History . Po 10 sekundách řadič modemu ukončí nastavovací stav, zapne komunikační modul a začne ho nastavovat pomocí přednastavených příkazů. Tyto nastavovací příkazy vidět nejsou, ale v okně se postupně objevují odpovědi na jednotlivé příkazy, které komunikační modul předává řadiči a ten je přeposílá na komunikační rozhraní modemu. Typický výpis vypadá asi takto :

Komentář k příkladu výpisu : •

první 2 řádky : první AT-příkaz (ATE0) modul standardně echuje, opakovaný AT-příkaz již ne, provedení obou příkazů potvrzeno OK

•

další 2 řádky : 2 x OK = potvrzení provedení AT-příkazů nastavujících firewall (AT#FRWL)

•

řádek č. 5 : odpověď na dotaz o stavu kontextu č. 1 (AT#SGACT?) říká, že kontext dosud není aktivovaný ( má hodnotu 0) 12

KM GPRS 101

KMB systems

•

řádky č. 6, 7 : odpovědi na AT-příkaz aktivace kontextu č. 1 (AT#SGACT=1,1); první pokus o aktivaci se nezdařil ( modul odpověděl ERROR ), ale opakovaný již ano a modul předal řadiči přidělenou IP-adresu ( neúspěšné pokusy o aktivaci se mohou v praxi běžně vyskytnout, řadič takové pokusy opakuje ).

•

poslední 2 řádky : potvrzení modulu, že přešel do očekávání příjmu spojení ( tzv. listenmód)

Nyní je modem ve stavu připravenosti (LED-dioda MODEM pomalu bliká), tzn. že očekává žádost o navázání spojení od nadřazeného počítače. Jakmile tato žádost o spojení přijde, komunikační modul předá do řadiče zprávu „SRING : 1“ ( č. 1 značí, že se jedná o kontext č. 1 ). Řadič vydá modulu pokyn o přijetí žádosti a úspěšné navázání spojení modul potvrdí zprávou „CONNECT“ :

Tím se modem dostane do stavu připojení (CONNECTED) k nadřazenému počítači; tento stav je indikován trvale svítící LED-diodou MODEM a v tomto stavu je celý modem transparentní, tzn. všechny zprávy, které odešle nadřazený počítač projdou do komunikačního rozhraní modemu k připojeným přístrojům a naopak všechny zprávy ( = odpovědi od připojených přístrojů) projdou z tohoto rozhraní přes modem k nadřazenému počítači. Stav připojení trvá tak dlouho, dokud je nadřazený počítač neukončí, nebo dokud je neukončí sám modem z důvodu déletrvajícího klidu na lince (standardně 90 sekund , lze změnit příkazem AT#SCFG, viz lit. [2] ), případně z jiných důvodů (ztráta signálu atd.). Při přerušení předá modul zprávu „NO CARRIER“ :

13

KM GPRS 101

KMB systems

Řadič modemu po obdržení této zprávy znovu komunikační modul nastaví, aby byl schopen přijmout další žádost o spojení ( tomu odpovídají potvrzovací zprávy modulu, tj. posledních 5 řádků výpisu ) a přejde zpět do stavu připravenosti (LED-dioda MODEM pomalu bliká). Tím je funkčnost modemu ověřena.

4.4.4 Nastavení do režimu GPRS s dynamicky přidělovanou IP-adresou 4.4.4.1 Příprava nastavení 4.4.4.1.1 Vytvoření domény na hostitelském DNS-serveru Nadřazený systém nemůže v tomto případě pro spojení použít konkrétní IP-adresu, ale musí použít tzv. jméno domény, které je pevně dané. Přístup k modemu, tedy „překlad“ jména domény na právě platnou dynamickou IP-adresu, zajistí tzv. DNS-server. Takových serverů existuje celá řada, např. http://www.dyndns.com , http://www.no-ip.com , http://freedns.afraid.org atd. V následujícím příkladu je popsáno vytvoření přístupové hostitelské domény modemu na serveru www.dyndns.com . Nejprve je třeba založit na serveru účet . Na hlavní stránce www. dyndns.com klikneme na Create Account .

Zadáme požadované údaje, tedy uživatelské jméno ( Username, v daném příkladě zadáno mymodem), heslo (Password - mymodempswd) a emailovou adresu (Email [email protected]) a stiskneme tlačítko Create Account . Server zašle na zadanou emailovou adresu potvrzovací link. Po kliknutí na tento link server účet založí a potvrdí :

Nyní je možné v založeném účtu vytvořit jméno hostitelské domény, které potřebujeme jako přístupový bod k modemu. Na hlavní stránce serveru zadáme uživatelské jméno, heslo a stiskneme tlačítko Log in : 14

KM GPRS 101

KMB systems

Otevře se stránka založeného účtu :

Nyní přepneme do stránky My Services :

V této stránce nyní v sekci Host Services založíme jméno hostitelské domény volbou Add Hostname. Otevře se následující okno, ve kterém vyplníme požadované údaje :

15

KM GPRS 101

KMB systems

V daném příkladě bylo zvoleno jméno domény ( Hostname ) mymodem1.dyndns.org. Stiskneme Add To Cart .

Potvrdíme požadavek na přidání domény tlačítkem Next

a v další okně tlačítkem Activate Services . Nyní server potvrdí úspěšné přidání hostitelské domény :

16

KM GPRS 101

KMB systems

Tím je hostitelská doména připravena k použití. Zbývá nastavit modem tak, aby na tento server předal svou dynamickou adresu vždy, jakmile ji dostane přidělenu při přihlášení do sítě GSM. Způsob předání je popsán ve stránce Perform Update na serveru www.dyndns.com . Stejným způsobem můžeme vytvořit v účtu více hostitelských domén, např. se jmény mymodem2.dyndns.org, mymodem3.dyndns.org atd. 4.4.4.1.2 Příprava souboru nastavení modemu Spustíme program MSet. Pro nastavení použijeme předpřipravené nastavení, dodávané standardně s programem, které načteme do programu : stiskneme tlačítko Load a vybereme vzorové nastavení DEFAULT_GPRS_DIP.mst (DIP=Dynamic IP). Korektní načtení potvrdí program zprávou „The setting successfully loaded“, kterou potvrdíme stiskem OK .

Nastavení je tvořené množinou parametrů; s výjimkou jediného parametru se jedná o nastavení řadiče modemu a po načtení se tato množina parametrů objeví v sekci Setting. Základní skupina parametrů je uvedena v podsekci General : •


•


•


•

Mode … režim spojení. V tomto případě nastavíme na GPRS-TCP (případně v odůvodněných případech GPRS-UDP, viz pokročilé nastavení níže).

Od verze firmware 1.0 výše lze nastavit ještě : •

paritu a počet stopbitů komunikačního rozhraní modemu

•

konverzi protokolu ModbusTCP na Modbus-RTU a naopak

17

KM GPRS 101

KMB systems

Tyto 2 přídavné parametry jsou určeny pro možnost připojení přístrojů pomocí protokolu Modbus. Pro běžnou komunikaci nastavte paritu a počet stopbitů na none/1 (žádná parita, 1 stopbit) a konverzi protokolu nechte vypnutou (none). Při komunikaci protokolem Modbus je nutné nastavit odpovídajícím způsobem zvolenou paritu a pokud se parita nepoužívá, je nutné nastavit 2 stopbity (volba none/2). Navíc pokud nadřazený systém používá protokol Modbus-TCP, je nutné zapnout ještě konverzi protokolu (M.TCP/M.RTU). Dále je potřeba nastavit tzv. port komunikačního protokolu TCP. Tento parametr je ve výchozím zobrazení skryt v druhé, podrobnější části nastavení řadiče modemu; pro rozbalení této podrobnější části stiskneme tlačítko ▼v na pravé straně lišty GPRS .

Nyní vidíme, že port je přednastaven na hodnotu 2101 a v případě potřeby ho lze upravit. Parametry v sekci Commands nedoporučujeme prozatím měnit; pro jejich pochopení je třeba se podrobně seznámit s funkcím použitého komunikačního modulu a jsou tedy určeny jen pro pokročilé uživatele (podrobnější popis bude uveden v příslušné kapitole níže). Nakonec je potřeba nastavit parametry, podle kterých bude modem předávat přidělenou dynamickou IP-adresu na DNS-server. Tyto parametry jsou v sekci DynDNS : •

Host … jméno domény, na kterou se předávají hostitelskému DNS-serveru dynamické IPadresy. Sem bude modem předávat svou IP-adresu ve formě speciálního příkazu – viz dále.

•

Command … příkaz ve formátu http obsahující předávanou IP-adresu. Formát příkazu musí odpovídat specifikaci uvedené na stránce Perform Update na serveru www.dyndns.com .

•

ReplyOK … sortiment odpovědí ( textových řetězů, tzv. return codes ) serveru na výše uvedený příkaz, potvrzujících korektní předání IP-adresy. Jednotlivé řetězy jsou odděleny znakem „|“. Obsahuje-li obdržená odpověd alespoň jeden z těchto řetězů, modem považuje předání adresy na úspěšně provedené.

V poli Host zadáme jméno „předávací“ domény members.dyndns.org , jak je uvedeno stránce Perform Update na serveru www.dyndns.com . Předvyplněný textový řetěz v poli Command má následující podobu : GET /nic/update?hostname=mymodem1.dyndns.org&myip=$IPAddr$&wildcard=NOCHG&mx=NOCHG&ba ckmx=NOCHG HTTP/1.1Host: members.dyndns.orgUser-Agent: Telit GPRS modemAuthorization: Basic bXltb2RlbTpteW1vZGVtcHN3ZA== Tento příkaz je třeba upravit v červeně vyznačených místech následovně : 18

KM GPRS 101

KMB systems

1. za podřetězem „hostname=“ zadáme jméno hostitelské domény na DNS-serveru, přes který bude nadřazený systém k modemu přistupovat – tedy v našem případě to bude mymodem1.dyndns.org 2. za podřetězem „Host=“ zadáme jméno „předávací“ domény na DNS-serveru, na kterou bude modem předávat svou IP-adresu, tedy stejné jméno jako je již zadáno v poli Host – tedy v našem případě to bude members.dyndns.org 3. za podřetězem „Authorization=“ je nutné zadat autorizační kód. Tento kód není potřeba vytvářet a zadávat ručně, program MSet obsahuje generátor tohoto kódu : stiskneme tlačítko Auth. a zobrazí se dialog generátoru autorizačního kódu :

V poli User Name zadáme jméno účtu na DNS-serveru, ve ktérem je založena přístupová doména modemu, tedy mymodem , a v poli Password vyplníme příslušné přístupové heslo k účtu, tedy mymodempswd . Po stisku tlačítka Generate program vygeneruje příslušný autorizační kód a automaticky ho vyplní do příkazu v poli Command. Součástí příkazu je podřetěz $IPAddr$ , který modem vždy při odeslání nahradí aktuální IP-adresou. Pozor ! Tento textový řetěz nesmí přesáhnout 255 znaků !!! Nakonec v poli ReplyOk zadáme sortiment potvrzujících odpovědí (return codes) – v souladu se specifikací na stránce Perform Update serveru www.dyndns.com může DNS-server potvrdit předání IP-adresy kódy good nebo nochg, takže do pole zadáme řetěz good|nochg . Tím je toto rozpracované nastavení modemu hotovo a je vhodné si jej uložit na disk tlačítkem Save – program přednabídne název uloženého nastavení dle zadaného názvu objektu, případně ho lze libovolně změnit. Korektní uložení potvrdí program zprávou „The setting successfully saved“, kterou potvrdíme stiskem OK . Mimo výše uvedených parametrů, které se programují do řadiče modemu, bude pro nastavení modemu potřeba znát ještě tzv. jméno přístupového bodu ( Access Point Name, APN ). Toto jméno se bude nastavovat do komunikačního modulu modemu a je potřeba ho zjistit od provozovatele použité sítě GSM.

4.4.4.2 Vlastní nastavení modemu Vlastní nastavení modemu provedeme naprosto shodným způsobem, jako v případě spojení GPRS s pevnou IP-adresou ( viz příslušnou kapitolu výše ).

19

KM GPRS 101

KMB systems

4.4.4.3 Zkouška správnosti nastavení Odpojíme napájecí napětí modemu. V programu MSet nastavíme komunikační rychlost seriového rozhraní počítače shodně s přednastavenou hodnotou komunikační rychlosti rozhraní modemu - ve shodě s předchozím příkladem nastavení tedy na hodnotu 19200 Bd - a komunikační rozhraní počítače aktivujeme tlačítkem Connect ( pokud bylo rozhraní již aktivováno, musíme jej nejprve deaktivovat tlačítkem Disconnect ). Nyní zapneme napájecí napětí modemu a sledujeme výpis zpráv na komunikačním rozhraní v textové ( = pravé ) části okna Chat History . Po 10 sekundách řadič modemu ukončí nastavovací stav, zapne komunikační modul a začne ho nastavovat pomocí přednastavených příkazů. Tyto nastavovací příkazy vidět nejsou, ale v okně se postupně objevují odpovědi na jednotlivé příkazy, které komunikační modul předává řadiči a ten je přeposílá na komunikační rozhraní modemu. Typický výpis vypadá asi takto :

Komentář k příkladu výpisu : •

první 2 řádky : první AT-příkaz (ATE0) modul standardně echuje, opakovaný AT-příkaz již ne, provedení obou příkazů potvrzeno OK

•

další 2 řádky : 2 x OK = potvrzení provedení AT-příkazů nastavujících firewall (AT#FRWL)

•

řádek č. 5 : odpověď na dotaz o stavu kontextu č. 1 (AT#SGACT?) říká, že kontext dosud není aktivovaný ( má hodnotu 0)

•

řádky č. 6 až 9 : odpovědi na AT-příkaz aktivace kontextu č. 1 (AT#SGACT=1,1); první tři pokusy o aktivaci se nezdařily ( modul odpověděl ERROR ), ale čtvrtý pokus již ano a modul předal řadiči přidělenou IP-adresu ( neúspěšné pokusy o aktivaci se mohou v praxi běžně vyskytnout, řadič takové pokusy opakuje ).

•

řádek č. 9 a další : modem navázal spojení s „předávací“ doménou members.dyndns.org , modul to potvrdil správou CONNECT ; ihned poté modem odeslal příkaz s přidělenou IP adresou 160.218.246.64 (tento příkaz ve výpisu vidět není) a DNS-server potvrdil přijetí příkazu zprávou, která se ve výpisu objevila; obsahuje řetěz good , čímž server potvrdil, že IP-adresu řádně přijal. DNS-server ihned poté spojení zrušil, což je patrné ze zprávy NO CARRIER .

•

poslední 2 řádky : potvrzení modulu, že přešel do očekávání příjmu spojení ( tzv. listenmód)

Nyní je modem ve stavu připravenosti (LED-dioda MODEM pomalu bliká), tzn. že očekává žádost o navázání spojení od nadřazeného počítače. 20

KM GPRS 101

KMB systems

Pokud máme z nastavovacího počítače přístup k internetu, můžeme se ještě přesvědčit, že uvedená adresa byla DNS-serveru řádně předána. Otevřeme účet na DNS-serveru a zobrazíme stránku My Services :

V sekci Host Services je vidět, že jménu domény mymodem1.dyndns.org byla skutečně předána IPadresa 160.218.246.64. Nyní můžeme vyzkoušet připojení k modemu, například pomocí aplikace telnet , která je standardní součástí OS Windows. V příkazovém řádku zadáme příkaz : telnet 160.218.246.64 2101 a počítač se k modemu připojí. Tím se modem dostane do stavu připojení (CONNECTED) k nadřazenému počítači; tento stav je indikován trvale svítící LED-diodou MODEM a v tomto stavu je celý modem transparentní, tzn. všechny zprávy, které odešle nadřazený počítač projdou do komunikačního rozhraní modemu k připojeným přístrojům a naopak všechny zprávy ( = odpovědi od připojených přístrojů) projdou z tohoto rozhraní přes modem k nadřazenému počítači. To lze vyzkoušet odeslání libovolné zprávy z okna telnetu, např. hello . Výpis komunikace v programu MSet pak vypadá následovně :

Jakmile přijde žádost o spojení, komunikační modul předá do řadiče zprávu „SRING : 1“ ( č. 1 značí, že se jedná o kontext č. 1 ). Řadič vydá modulu pokyn o přijetí žádosti a úspěšné navázání spojení modul potvrdí zprávou „CONNECT“. Dále je ve výpisu vidět zaslaná zpráva. Stav připojení trvá tak dlouho, dokud je nadřazený počítač neukončí, nebo dokud je neukončí sám modem z důvodu déletrvajícího klidu na lince (standardně 90 sekund , lze změnit příkazem AT#SCFG, viz lit. [2] ), případně z jiných důvodů (ztráta signálu atd.). Při přerušení předá modul zprávu „NO CARRIER“ : 21

KM GPRS 101

KMB systems

Řadič modemu po obdržení této zprávy znovu komunikační modul nastaví, aby byl schopen přijmout další žádost o spojení ( tomu odpovídají potvrzovací zprávy modulu, tj. posledních 7 řádků výpisu ) a přejde zpět do stavu připravenosti (LED-dioda MODEM pomalu bliká). Tím je funkčnost modemu ověřena.

4.4.5 Nastavení do režimu GSM Připojíme modem k počítači (viz kapitolu výše). Než modem zapneme, připravíme si v programu MSet parametry komunikace programu : v levé horní části okna vybereme záložku COM a v ní zvolíme číslo komunikačního portu seriového rozhraní počítače, ke kterému je modem připojen (např. COM1). Dále nastavíme komunikační rychlost tohoto rozhraní na 9600 Bd a komunikační adresu modemu (Device Address) na hodnotu 250 ( pevné komunikační parametry modemu v nastavovacím stavu). Pro nastavení použijeme předpřipravené nastavení, dodávané standardně s programem, které načteme do programu : stiskneme tlačítko Load a vybereme vzorové nastavení DEFAULT_GPRS_GSM.mst . Korektní načtení potvrdí program zprávou „The setting successfully loaded“, kterou potvrdíme stiskem OK .

Nastavení je tvořené pěti parametry a všechny se týkají řadiče modemu. Po načtení se tato množina parametrů objeví v sekci Setting. Základní skupina parametrů je uvedena v podsekci General :

22

KM GPRS 101

KMB systems

•


•


•


•

Mode … režim spojení. V tomto případě nastavíme na GSM.

Pátým parametrem je tzv. inicializační string. Tento parametr je ve výchozím zobrazení skryt v druhé, podrobnější části nastavení řadiče modemu; pro rozbalení této podrobnější části stiskneme tlačítko ▼v na pravé straně lišty GSM . Tento parametr však nedoporučujeme prozatím měnit; pro jeho pochopení je třeba se podrobně seznámit s funkcím použitého komunikačního modulu a je tedy určen jen pro pokročilé uživatele. Nyní je vhodné si toto nastavení uložit na disk tlačítkem Save – program přednabídne název uloženého nastavení dle zadaného názvu objektu, případně ho lze libovolně změnit. Korektní uložení potvrdí program zprávou „The setting successfully saved“, kterou potvrdíme stiskem OK . Nahrání tohoto nastavení do modemu se provádí shodným postupem jak je již popsáno ve výše uvedených kapitolách.

4.4.6 Podpora komunikace protokolem Modbus Od verze firmware 1.0 modem umožňuje komunikaci protokolem Modbus. Tento protokol používá na seriovém komunikačním rozhraní devítibitový přenos. Každý bajt je doplněn o paritní bit, a to i v případě, že kontrola parity je vypnuta – pak je místo paritního bitu přenášen jeden bit v hodnotě „1“, což odpovídá druhému stopbitu. Při nastavení seriového komunikačního rozhraní je tedy nutné nastavit parametr Parity/Sbits na jednu z následujících možností : •

sudá/1 (even/1), pokud se používá sudá parita

•

lichá/1 (odd/1), pokud se používá lichá parita

•

žádná/2 (none/2), pokud se parita nepoužívá

Pokud chceme pomocí program MSet sledovat komunikaci na seriovém rozhraní modemu ve stavu připravenosti nebo ve stavu připojení, je nutné, jakmile modemu ukončí nastavovací stav, nastavit tyto parametry obdobně i v nastavení seriového rozhraní programu MSet v záložce COM v levé horní části okna programu, jak lze sledovat na následujícím obrázku (nastavena sudá parita) :

23

KM GPRS 101

KMB systems

4.4.6.1 Konverze protokolů Modbus-TCP/Modbus-RTU Pokud nadřazený systém přistupuje k modemu protokolem Modbus-TCP, lze volbou parametru Konverze protokolu (Protocol Conversion) na hodnotu M.TCP/M.RTU nastavit, aby : •

příkazy ve formátu Modbus-TCP nadřazeného systému, přicházející ze sítě GSM, modem před odesláním do seriového komunikačního rozhraní přeložil do formátu Modbus-RTU

•

odpovědi od jednotlivých přístrojů ve formátu Modbus-RTU, přicházející po seriové lince, modem před odesláním do sítě GSM přeložil do formátu Modbus-TCP

Modem pak každou přicházející zprávu kontroluje a pokud její struktura odpovídá příslušnému formátu, provede před odesláním zprávy její konverzi. Pokud zpráva příslušnému formátu neodpovídá, odešle se beze změny.

5. Literatura [1] Telit GC864-QUAD PY Hardware User ( www.telit.com ) [2] Telit AT Commands Reference Guide ( www.telit.com )

6. Technické parametry GSM / GPRS • komunikační modul • frekvenční pásmo • výstupní výkon

Telit GC864-QUAD/PY čtyřpásmový EGSM 850 / 900 / 1800 / 1900 MHz třída 4 ( 2 W ) pro 850 / 900 MHz třída 1 ( 1 W ) pro 1800 / 1900 MHz GSM nebo GPRS, pevná i dynamická IP-adresa • režim automaticky dle příchozího volání • spojení konektor pro připojení antény SMA-F (samice) seriové rozhraní / kom. rychlost RS232 (RxD, TxD, GND) nebo RS485 (A,B,GND) / 1200÷38400 Bd napájení 175 ÷ 275 V stř. nebo ss, max. příkon 3 VA provozní teplota -30 ÷ +60 °C rozměry / hmotnost 91 x 36 x 58 mm / 0,1 kg 24

KM GPRS 101

KMB systems

7. Údržba, servis Modem nevyžaduje během svého provozu žádnou údržbu. Pro spolehlivý provoz je pouze nutné dodržet uvedené provozní podmínky a zabránit mechanickému poškození přístroje. V případě poruchy výrobku je třeba uplatnit reklamaci u dodavatele na jeho adrese. Dodavatel :

Výrobce : KMB systems, s.r.o. Dr. M. Horákové 559 460 06, Liberec 7 internet : www.kmb.cz

Výrobek musí být řádně zabalen, aby nedošlo k poškození při přepravě. S výrobkem musí být dodán popis závady, resp. jejího projevu. Pokud je uplatňován nárok na záruční opravu, musí být zaslán i záruční list. Pokud je požadována mimozáruční oprava, nutno přiložit objednávku na tuto opravu.

Záruční list Na přístroj je poskytována záruka po dobu 24 měsíců ode dne prodeje, nejdéle však 30 měsíců od vyskladnění od výrobce. Vady vzniklé v těchto lhůtách prokazatelně vadným provedením, chybnou konstrukcí nebo nevhodným materiálem, budou opraveny bezplatně výrobcem nebo pověřenou servisní organizací. Záruka zaniká i během záruční lhůty, provede-li uživatel na přístroji nedovolené úpravy nebo změny, zapojí-li přístroj na nesprávně volené veličiny, byl-li přístroj porušen nedovolenými pády nebo nesprávnou manipulací, nebo byl provozován v rozporu s uvedenými technickými parametry. Typ výrobku :

KM GPRS 101 ........................

v.č..............................................

Datum vyskladnění : ...........................................

Výstupní kontrola : .................... Razítko výrobce :

Datum prodeje : ...............................................

Razítko prodejce :

25

GPRS Modem. Návod k obsluze. Verze 1.0

Recommend Documents