Оптимальное решение для трекеров. Модули GSM/GPRS и 3.5G от компании u-blox
В статье рассматривается продукция швейцарской компании u-blox, известной во многих странах как производитель чип-сетов и модулей GPS-приемников, которая в 2009 году вышла на рынок GSM/GPRS-модемов с модулями серии LEON.
GSM/GPRS-модули LEON-G100 и LEON-G200
Швейцарская компания u-blox, известная во многих странах как производитель чипсетов и модулей GPS-приемников, в 2009 году вышла на рынок GSM/GPRS-модемов с модулями серии LEON.
Системы мобильной связи стандарта GSM сегодня являются, пожалуй, самыми распространенными в мире и имеют наибольшую зону покрытия.
После реализации на базе GSM-сетей протокола GPRS (пакетной передачи) скорости передачи данных возросли до 115 кбит/c. Это позволило передавать значительные объемы данных практически в реальном масштабе времени.
Именно с введением GPRS протокола передачи данных GSM-модули нашли самое широкое применение в различных областях, где требуется беспроводная передача данных: платежные терминалы, системы контроля качества связи, системы безопасности и т. д.
Но, пожалуй, наиболее массовое применение GSM/GPRS-модули получили в приборах мониторинга подвижных объектов, в которых сейчас GPS/ГЛОНАСС технологии играют определяющую роль.
В связи с этим решение о выпуске компанией u-blox GSM-модулей, оптимизированных именно под решение навигационных задач, выглядит вполне естественно.
Эту серию представляют модули LEON-G100 и LEON-G200 (рис. 1). Внешне это два совершенно одинаковых изделия в корпусах под SMT-монтаж. Различия между ними следующие:
- LEON-G200: наличие цифрового аудио-канала (вход/выход), менеджера заряда внешней батареи и возможность обновления встроенного программного обеспечения (firmware) по эфиру.
- LEON-G100: наличие АЦП.
Рис. 1. Модуль LEON-G100/G200
Судя по приведенным в таблице характеристикам (габаритные размеры, ток потребления, менеджер заряда внешней батареи), модулю G200 наиболее «показано» использование именно в портативных приложениях, например в индивидуальных трекерах для контроля персонала и навигаторах.
Таблица. Основные технические характеристики GSM и UMTC модемов компании u-blox
| Наименование | Поколение 2G | Поколение 3.5G | ||
| LEON-G100 | LEON-G200 | LUCY-H100 | LUCY-H200 | |
| Габариты, мм | 29,5x18,9x2,8 | 45x37,5x4 | ||
| Масса, г | <5 | <9 | ||
| Напряжение питания, В | 3,35-4,2 | 3,2-4,2 | ||
| Ι Ток потребления: I | ||||
| Выключен, мкА | <90 | <65 | ||
| Ждущий режим, мА | <1,6 | <2 | ||
| GSM (аудио, 900 МГц), мА | <300 | <300 | ||
| UMTC (аудио) | <600 | |||
| GPRS, мА | <410 (class 10) | <500 (class 12) | ||
| EDGE, мА | <600 | |||
| HSDPA, мА | <650 | |||
| Диапазон рабочих температур, °С | -30...+85 | -20...+70 | ||
| Аудиоканал | ||||
| Аналоговый | 2-канальный | 2-канальный | Нет | 1-канальный |
| Цифровой | Нет | 1-канальный | Нет | 1-канальный |
| 1 Интерфейс | ||||
| UART | 1 | 2 | ||
| USB | Нет | 1 | ||
| GPIO | 2 | 5 | ||
| SPI | Нет | 1 | ||
| ADC (АЦП) | 1 1 нет | 1 | ||
| DDC (I2C) — для работы с GPS-модулем | 1 | 1 | ||
| SIM-карта, (кол-во (рабочее напряжение)) | 1 (1,8 или 3 В) | 1 (1,8 или 3 В) | ||
| Протоколы обмена | ||||
| TCIP/IP, UDP/IP (внутр. стек) | Есть | Есть | ||
| FTP, HTTP, SMTP | Есть | Есть | ||
Модули серии LEON предусматривают использования SIM-карт как «нового» (напряжение питания 3 В), так и «старого» (напряжение питания 1,8 В) стандартов.
Помимо ставшего уже традиционным UART-порта, модули LEON имеют и USB-порт.
Сочетая в себе широкие функциональные возможности с миниатюрными размерами и простотой применения, модули серии LEON подходят для любых М2М-приложений, не требующих поддержки протоколов высокоскоростной передачи данных (например, EDGE).
Главная особенность модулей LEON — возможность работы по специальным, «фирменным» АТ-командам, организующим совместную работу приемника GPS производства компании u-blox и GSM/GPRS-модулей LEON. Посредством этих команд можно проводить подключение GPS-приемника к GSM/GPRS-модему (осуществляется по DDC (I2C) порту), считывание временных и навигационных данных в формате протокола NMEA, а также осуществление режима A-GPS (быстрый старт при слабом сигнале или при первом включении). Все это делает модули LEON-G100/G200 практически идеальными устройствами для использования в системах мониторинга транспорта.
3.5G модули LUCY-H100 и LUCY-H200
Предел того, что можно осуществить на скорости передачи данных в стандарте GPRS (около 115 кбит/с), уже достигнут. Следующая ступень эволюции — распространение модулей более «высокого» стандарта мобильной связи, UMTC, обеспечивающих более высокие скорости передачи данных. Этот стандарт, по неофициальной классификации, относят к поколению 3G (third generation). Технология HSDPA (протокол передачи данных в системах связи UMTC) в теории обеспечивает пропускную способность при передаче данных до 7,2 Мбит/с в направлении «базовая станция - клиент» и 384 кбит/с в направлении «клиент - базовая станция». Если в мобильной сети связи UMTC есть возможность работы в протоколе передачи данных HSDPA, то такая сеть относится к 3.5G поколению.
Стандарты UMTC и HSDPA обеспечивают значительные преимущества во многих областях применения, а также предоставляют пользователю новые возможности для использования технологий мобильной связи. HSDPA делает реальным применение в мобильных условиях ряда систем, которые ранее были для этого не пригодны. Особенно это касается систем, требующих передачи данных в реальном масштабе времени. По этой причине 3.5G модемы находят широкое применение в различных интернет-приложениях. Такие модули можно использовать в POS-терминалах и системах, интеллектуальных охранных системах с возможностью передачи видеопотока через сотовую сеть связи и устройствах высокоскоростной передачи данных.
Эти новые возможности и преимущества готова предоставить компания u-blox, которая в 2010 году анонсировала свои новые модемы поколения 3.5G LUCY-H100 и LUCY-H200 (рис. 2). Данные модемы являются универсальными изделиями, позволяющими осуществлять работу по передаче данных в протоколах GPRS (class 12), EDGE и HSDPA.
Рис. 2. 3.5G модуль LUCY-H100/H200
Осуществляется поддержка SIM-карт и стандарта 3 В, и стандарта 1,8 В.
Основные технические данные модулей серии LUCY приведены в таблице.
Различие между модемами LUCY-H100 и LUCY-H200 заключается в том, что первый не имеет аудиоканала, а второй, наоборот, предоставляет пользователю аналоговый и цифровой аудиоканалы.
Обновление встроенного программного обеспечения возможно как по встроенным портам (UART и USB), так и по эфиру. Данная опция применима к обоим модемам.
Модемы серии LUCY так же, как и модемы LEON, имеют возможность непосредственной работы с модулями GPS производства компании u-blox, которая организуется посредством специализированных команд через DDC (I2C) порт. Данная опция существенно экономит ресурсы процессора конечного устройства (навигатор, трекер) и существенно ускоряет работу прибора в целом, а возможность осуществления режима A-GPS позволяет осуществлять нормальную работу прибора в сложных условиях приема спутникового сигнала.
Модули компании u-blox стали востребованными изделиями, которые отвечают всем современным требованиям, в том числе максимальному сокращению времени разработки и вывода готового продукта на рынок. Это определяется наличием качественной и грамотной технической документации и технической поддержки производителем и дистрибьютором, а также наличием в программном обеспечении модуля встроенных протоколов и служебных функций, облегчающих разработку программного обеспечения устройства в целом.
Другие статьи по данной теме:
- Беспроводные технологии компании Coronis Systems
- Самый маленький в мире модуль 2G со встроенным A-GPS-приемником
- Новый отладочный набор для модулей WISMO 218/228
- «Умный» автомобильный ключ
- Модули Sierra Wireless теперь поддерживают Java
- Digital Angel: различия в модулях MC35iT/TC35iT и MC52iT/MC55iT
- Интегрированные двухкаскадные усилители-драйверы компании Analog Devices
- Референсный дизайн тюнера DVB-T, DAB/DAB+ с интерфейсом USB