Модем телеметрический

бюро аппаратуры связи «Марс»

МОДЕМ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЙ

МТ-1М

Руководство по эксплуатации

ЕГТК.467762.001РЭ

v1.0

© «Марс» гг. Все права защищены. Информация в этом документе может быть изменена в любой момент без предварительного уведомления. Перепечатка данного материала, а также распространение в коммерческих целях без уведомления «Марс» запрещено. «Марс» не передает никаких прав на свою интеллектуальную собственность. Все торговые марки, упомянутые в данном документе, являются собственностью их владельцев.

«Марс»

г. Новосибирск, а/я 177

Тел/

E-mail: *****@***nsk. su

Настоящее руководство по эксплуатации предназначено для ознакомления обслуживающего персонала с устройством и работой изделия, а также правилами и рекомендациями по его использованию. Руководство по эксплуатации не имеет деления на части и скомплектовано в одну книгу. Модем является устройством, встраиваемым (OEM) в промышленное и специальное оборудование (аппаратуру). Функционально он является устройством передачи данных по радиоканалу и для его эксплуатации необходим обслуживающий персонал с базовыми знаниями в области телекоммуникационного программного обеспечения, вычислительной техники, радиосвязи и сетей связи.

1 Описание и работа

1.1 Назначение изделия

1.1.1 Модем телеметрический МТ-1М ЕГТК.467762.001 предназначен для использования совместно с симплексными аналоговыми радиостанциями и обеспечивает передачу и прием цифровой информации при работе в составе распределенных сетей телеметрии, управления и автоматизации технологических процессов. Он используется для передачи данных от оконечных устройств на одном конце радиоканала к оконечным устройствам на другом конце радиоканала через радиостанции и радиоэфир. Модем имеет последовательный интерфейс RS-232/TTL и по нему может подключаться к одному оконечному устройству (источнику и/или потребителю данных). Опционально модем имеет последовательный интерфейс RS-485 и по нему может подключаться к нескольким оконечным устройствам.

1.1.2 Имея встроенный микроконтроллер, модем может выполнять роль телеметрического модуля (контроллера), т. е. устройства, которое непосредственно подключается к внешним датчикам (аналоговым или цифровым) и/или к внешним исполнительным устройствам. Воспринимая состояние цифровых датчиков или уровень от аналоговых датчиков с токовым или потенциальным выходом, микроконтроллер модема может обрабатывать эту информацию по заданному алгоритму и, при необходимости, выдать команду на местное исполнительное устройство и/или передать информацию по радиоканалу. Команда на местное исполнительное устройство (включено/выключено) может быть также выдана по приёму соответствующего сообщения из эфира. Таким образом, телеметрический модем MT-1М может выполнять роль простого устройства телеметрического контроля и управления без промежуточных контроллеров.

1.2 Технические характеристики

Режим работы ……………………………………… полудуплексный

Метод модуляции поднесущей …………………… FFSK (MSK)

Скорость модуляции ……………………………… 1200/2400/4800 бит/с

Напряжение модулирующей поднесущей ……… 0-800 мВ

Напряжение демодулированной поднесущей …… мВ

Кодирование с исправлением ошибок ……… исправляется 1 ошибка в блоке из 12 бит

Кодирование с обнаружением ошибок …………… CRC-16

Интерфейс на ООД …………… последовательный RS-232/TTL(3/5-проводный)/RS-485

Настройка интерфейса …………………………… 9600-8N1

Объем буфера интерфейса ………………………… 400 байт

Напряжение питания ……………………………… 12(7-16)В/5В±10%

Ток потребления …………………………………… 20 мА

Интервал рабочих температур ……………………. от –40°С до +55°С

Габаритные размеры бескорпусного варианта …… 76х63х12мм

Габаритные размеры корпусного варианта ……… 82х66х33мм

1.3 Состав изделия

1.3.1 Модем МТ1-М поставляется в двух конструктивных вариантах: бескорпусном и корпусном. Бескорпусной вариант имеет меньшие габаритные размеры и удобен для встраивания в радиостанцию или ООД. Корпусной вариант имеет защитный пластмассовый корпус и стандартные разъёмы для внешних соединений.

1.3.2 Состав бескорпусного варианта модема приведён в таблице 1.

Таблица 1

Наименование	Обозначение	Кол.	Примечание
1 Модем телеметрический МТ-1М/БК 2 Руководство по эксплуатации 3 Паспорт	ЕГТК.467762.001 ЕГТК.467762.001РЭ ЕГТК.467762.001ПС	1 1 1	Печатная плата

1.3.3 Состав корпусного варианта модема приведён в таблице 2.

Таблица 2

Наименование	Обозначение	Кол.	Примечание
Модем телеметрический МТ-М/Кх 2 Руководство по эксплуатации 3 Паспорт	ЕГТК.467762.001-0х ЕГТК.467762.001РЭ ЕГТК.467762.001ПС	1 1 1	Корпусное изделие

где х-десятичная цифра 1...9, младший разряд номера исполнения.

Примечание – Руководство по эксплуатации поставляется в соотношении 1 документ на партию из 10 изделий (но не менее 1 документа) для всех вариантов исполнения.

1.4 Устройство и работа

1.4.1 Принцип действия модема поясняет функциональная схема, приведённая на рисунке 1. Для передачи цифровой информации в модеме используется модуляция низкочастотной поднесущей методом FFSK. Характеристические частоты FFSK сигнала при разных скоростях модуляции приведены в таблице 3.

Таблица 3

Скорость Модуляции, бит/с	Нижняя характеристическая частота, Гц	Верхняя характеристическая частота, Гц
1200	1200	1800
2400	1200	2400
4800	2400	4800

FFSK сигнал формируется микроконтроллерным модулятором в виде 5-разрядного двоичного параллельного кода. Внешний цифро-аналоговый преобразователь преобразует цифровой код в пропорциональное напряжение на суммирующем подстроечном резисторе RП. Сформированный цифровым методом сигнал фильтруется фильтром передачи.

Демодулятор использует когерентный метод приёма. Поступающий из приёмника радиостанции FFSK сигнал фильтруется от шумов фильтром приёма и подаётся на когерентную решающую схему, а также на систему синхронизации, формирующую когерентный опорный и тактовый сигналы. Помехоустойчивость когерентного демодуляторa FFSK сигнала соответствует помехоустойчивости системы с противоположными сигналами при когерентном приёме.

1.4.2 Модем МТ-1М имеет 2 основных режима работы: режим связи и режим конфигурирования (программирования). Режим связи имеет подрежимы. Как устройство связи модем работает в полудуплексном режиме, переключаясь из режима «приём» в режим «передача» и обратно и переключая в соответствующий режим сопряжённую с ним радиостанцию.

1.4.3 В режим «передача» модем переходит по поступлению в буфер из ООД полного блока данных. Завершение блока данных определяется по паузе в потоке асинхронных слов, длительность детектируемой паузы задаётся конфигурационным параметром «tt».

В режиме «передача» модем вначале передаёт заголовок сообщения, содержащий синхронизирующую преамбулу, сетевой идентификатор, адрес получателя сообщения, а также длину сообщения в байтах. Затем передаётся информация пользователя, хранящаяся в буфере данных.

Вся передаваемая информация (служебная и пользовательская) подвергается помехоустойчивому кодированию. Укороченный код Хемминга (12, 8) исправляет 1 ошибку и обнаруживает 2 ошибки в блоке из 12 бит. Применение помехоустойчивого кодирования позволяет понизить пороговое отношение сигнал/шум, при котором обеспечивается достоверная доставка сообщения.

Кодированная информация передаётся методом FFSK модуляции низкочастотной поднесущей.

1.4.4 В режиме «приём» сигнал FFSK с выхода частотного дискриминатора приёмника радиостанции поступает на вход RX AUDIO модема. Он фильтруется фильтром приёмника и и подаётся на микроконтроллер для дальнейшей обработки. Полоса пропускания фильтра переключается в зависимости от выбранной скорости модуляции.

При обработке принимаемого FFSK сигнала используется когерентный метод приёма, обеспечивающий максимальную помехоустойчивость демодулятора. Демодулированный сигнал разделяется на блоки по 12 бит, которые декодируются в декодере кода Хемминга. В случае успешного декодирования байты пользовательской информации записываются в буфер данных. При «стирании» хотя бы одного байта или при обнаружении ошибки контролем CRC, сообщение пользователю не выдаётся.

1.4.5 В режиме «конфигурирование» параметры модема могут быть изменены вводом соответствующих команд через последовательный интерфейс в память модема. В режим конфигурирования модем переходит при замыкании цепи CONFIG на цепь GND. В этом режиме модем воспринимает команды и аргументы, вводимые со стандартного терминала по интерфейсу RS-232, и выдаёт ответные сообщения на терминал. Алфавит и синтаксис команд жёстко определены.

Команды режима конфигурирования изменяют конфигурационные параметры модема. Порядок действий при конфигурировании описан в подразделе 2.5 «Конфигурирование модема», а перечень команд, их назначение, синтаксис и отклики модема приведены в подразделе 2.6 «Команды конфигурирования».

1.5 Итерфейсы модема

1.5.1 Модем имеет интерфейсы на ООД и на радиостанцию. Интерфейсы модема иллюстрируются схемой соединений основного корпусного варианта, изображённой на рисунке 2.

1.5.2 Основной корпусной вариант модема имеет 5-проводный последовательный интерфейс на ООД RS-232. В 3-проводном варианте интерфейса RS-232 используются цепи RXD, TXD и SG. Последовательный интерфейс с TTL уровнями выполнен в обход приёмопередатчика RS-232 (рисунок 1).

1.5.3 Опционально модем имеет последовательный интерфейс RS-485 в полудуплексном варианте с двумя информационными 485А, 485В и одним земляным проводом SG (см. рисунок 2). Информационные цепи интерфейса RS-485 выведены из платы модема через те же контакты разъёма X3, что и цепи TXD и RXD интерфейса RS-232 (цепи коммутируются перемычками J3 и J4, рисунок 1).

1.5.4 Основной корпусной вариант модема имеет интерфейс на радиостанцию прямой (не транкинговой) связи с автономной статической коммутацией микрофонной и телефонной цепей при переключении режимов речевой и цифровой связи (см. схему на рисунке 2). При необходимости динамической коммутации режимов речевой и цифровой связи на радиостанцию дополнительно выводятся цепи MIC MT и TLF MT приглушения, соответственно, микрофонной и телефонной цепей радиостанции в цифровом режиме. Со стороны модема цепи MIC MT и TLF MT, также как цепь PTT, являются выходами типа «открытый коллектор».

1.5.5 При использовании модема с радиостанциями транкинговой связи полезно дополнить интерфейс цепью OFF LINE, по которой радиостанция извещает модем об установлении сквозного соединения на передачу. Со стороны модема OFF LINE является логическим входом с pull-up резистором на +5В.

1.5.6 Во всех вариантах интерфейса на радиостанцию цепь SQL (подавитель шумов) используется при необходимости случайного доступа к среде передачи с контролем несущей. По этой цепи радиостанция извещает модем о наличии в эфире несущей. Со стороны модема SQL – логический вход с pull-up резистором на +5В.

1.6 Светодиодные индикаторы

1.6.1 Для отображения состояния и режимов работы в модеме предусмотрены 4 светодиодных индикатора:

-  «PWR» – индикатор включенного питания (красный);

-  «AIR» – индикатор обмена данными с эфиром (зелёный);

-  «PTT» – индикатор включения передачи (красный);

-  «DTE» – индикатор обмена данными с ООД (зелёный).

Внешний вид корпусного варианта модема со стороны индикаторов показан на рисунке 3.

1.6.2 Красный индикатор включённого питания «PWR» подключён к внутренней цепи модема +5В. Наряжение в этой цепи присутствует при любом варианте питания, задаваемом положением перемычки J6 (см. рисунок 1).

1.6.3 Зелёный индикатор обмена данными с ООД «DTE» в режиме «передача» срабатывает первым. Его свечение обычно короткое, так как скорость передачи данных по последовательному интерфейсу высокая.

1.6.4 Красный индикатор включения передачи «PTT» срабатывает только в режиме «передача» и вторым (после зелёного индикатора «DTE»).

1.6.5 Зелёный индикатор обмена данными с эфиром «AIR» в режиме «передача» срабатывает третьим (после красного индикатора «PTT»). Его свечение длится дольше, чем свечение индикатора «DTE», так как скорость передачи данных в эфире ниже скорости на последовательном интерфейсе.

1.6.6 В режиме «приём» первым срабатывает зелёный индикатор обмена данными с эфиром «AIR», а вторым - зелёный индикатор обмена данными с ООД «DTE».

1.6.7 Последовательность срабатывания светодиодных индикаторов в виде некой мнемосхемы отображает направление передачи данных: от ООД на радиостанцию – в режиме «передача», и от радиостанции на ООД – в режиме «приём».

2 Использование по назначению

2.1 Эксплуатационные ограничения

2.1.1 При эксплуатации модема необходимо соблюдать полярность источника питания и выполнять ограничения по напряжению питания, указанные в подразделе 1.2 «Технические характеристики». Для питания модема могут быть использованы источники постоянного тока с номинальным напряжением 5В или 12В. Желательное напряжение источника питания выбирается перемычкой J6 на плате модема. Необходимо строгое соответствие положения перемычки J6 и номинального напряжения фактического источника питания модема. В противном случае модем может выйти из строя.

2.1.2 На интерфейсе с радиостанцией «Radio» необходимо соблюдать ограничение на напряжение холостого хода в цепи PTT радиостанции 20В, и на ток короткого замыкания цепи РТТ радиостанции на корпус 100мА. В противном случае возможен выход из строя ключевого транзистора в цепи РТТ модема.

2.1.3 Необходимо также соблюдать ограничение на напряжение холостого хода в цепях SQL и OFF LINE радиостанции: низкий логический уровень в этих цепях должен быть в пределах от 0В до 1,5В, высокий логический уровень должен быть в пределах от 3В до 5В. Несоответствие логических уровней приведёт к неправильной работе модема, а подача напряжения меньшего –0,5В или большего 5,5В может вывести модем из строя.

2.2 Подготовка изделия к использованию

2.2.1 Для подготовки модема к использованию необходмимо подключить его к радиостанции и ООД. Основной корпусной вариант модема МТ-1М/К1 имеет на корпусе разъём DB-9M «Radio» для подключения к радиостанции и разъём DB-9F «RS-232» для подключения к ООД. Схема соединений основного корпусного варианта модема МТ-1М/К1 приведена на рисунке 2. Этот вариант модема рассчитан на подключение к радиостанциям, имеющим специальный разъём на модем, например, ALINCO DR-, 435), VERTEX VX-2Для подключения требуется только соединить модем с радиостанцией кабелем с разъёмами DB-9F и DB-9M на концах и распайкой «один в один». Для этой цели может быть использован стандартный кабель – удлинитель основных цепей RS-232. При таком соединении питание модема будет производиться от вторичного источника питания радиостанции с напряжением 5В. Если радиостанция имеет узкополосные и широкополосные входы и выходы аудиосигнала, как, например, радиостанция ALINCO DR-, 435), подключение следует сделать через широкополосные вход и выход (распайка цепей TX AUDIO и RX AUDIO на разъёме «Radio» модема соответсвует распайке широкополосных входа и выхода на разъёме радиостанции при соединении «один в один»). В радиостанции VERTEX VX-2необходимо перепаять перемычки в цепях входа и выхода аудиосигнала, с тем, чтобы исключить предыскажение и посткоррекцию сигнала.

2.2.2 Для подключения к радиостанциям, не имеющим разъёма на модем, можно воспользоваться внутренним разъёмом радиостанции для встраивания скремблера или DTMF клавиатуры, а при его отсутствии, подключить модем к радиостанции распайкой проводников в переходные отверстия печатной платы радиостанции или непосредственно к выводам электрорадиоэлементов, к которым должны подключаться соответствующие цепи. При подключении цепей входа и выхода аудиосигнала следует, по возможности, обходить частотно-избирательные звенья в схеме радиостанции (фильтры нижних и верхних частот, элементы предыскажения и посткоррекции). Лучшей точкой подключения для цепи TX AUDIO является модуляционный вход ГУН передатчика, а для цепи RX AUDIO – выход частотного дискриминатора приёмника. Цепь SQL модема подключается к цепи управления подавителя шумов радиостанции при необходимости. Необходимо принять меры, исключающие попадание звукового микрофонного сигнала на модуляционный вход ГУН передатчика во время передачи данных, а также меры, исключающие прослушивание принимаемого аудиосигнала данных в громкоговорителе радиостанции. Эта цель может быть достигнута путём отключения соответствующих цепей в радиостанции (если режим речевой связи не используется) или путём динамической коммутации этих цепей по сигналам MIC MT и TLF MT модема (если речевая связь используется наряду с передачей данных).

2.2.3 Подключение модема к ООД с последовательным интерфейсом RS-232 выполняется с помощью стандартного кабеля – удлинителя основных цепей RS-232 с разъёмами DB-9F и DB-9M на концах и распайкой «один в один».

2.2.4 Для подключения модема к ООД с последовательным интерфейсом ТТЛ необходимо переключить перемычки J1 и J2, чтобы отключить входы TXD и RTS асинхронного приёмопередатчика от соответствующих выходов приёмопередатчика RS-232. Подключение модема к ООД с последовательным интерфейсом ТТЛ производится гальваническим соединением соответствующих цепей модема и ООД в 3-проводном или 5-проводном варианте.

2.2.5 Для включения модема в установку с шиной RS-485 необходимо переключить перемычки J1, J3 и J4, чтобы скоммутировать линейные и логические входы и выходы данных на приёмопередатчик RS-485. Если модем подключается к шине RS-485 ближе к ее периферии, чем другие устройства, то необходимо переключить перемычку J5, чтобы включить терминаторный резистор RТ. Подключение к шине RS-485 производится гальваническим соединением с ней трёх цепей модема: «485A», «485B» и «SG» («GND»).

2.3 Настройка изделия

2.3.1 Для эффективной работы модема в радиосети передачи данных необходимо выполнить ряд действий по согласованию характеристик модема с радиостанцией (радиолинией), ООД и сетью связи.

2.3.2 Включите питание радиостанции, модема и ООД. Если модем запитан от радиостанции, то он включается при включении питания радиостанции. Никакого органа включения питания модема не предусмотрено. Наличие напряжения питания на модеме индицируется свечением красного светодиода PWR.

2.3.3 Произведите необходимые настройки для сопряжения модема с радиостанцией.

2.3.3.1 Установите скорость модуляции модема. Переключение скорости модуляции производится изменением конфигурационного параметра «sp». Скорость модуляции должна выбираться исходя из возможности прохождения сигнала через модуляционный тракт передатчика, а также тракт промежуточной частоты и последетекторный тракт приёмника с приемлемыми искажениями. Для радиостанций с сеткой частот 25 кГц ширина полосы пропускания тракта промежуточной частоты приёмника составляет минимум 14,5 кГц, что позволяет выбрать максимальную скорость модуляции 4800 бит/с. Для радиостанций с сеткой частот 12,5 кГц из-за двухкратного сужения полосы пропускания тракта промежуточной частоты максимальная скорость модуляции может быть установлена только 2400 бит/с.

Дополнительное ограничение на скорость модуляции может вызываться искажениями в модуляционном тракте передатчика и последетекторном тракте приёмника. При скорости модуляции 1200 бит/с возможна передача данных с любой исправной радиостанцией. Для передачи данных со скоростью модуляции 2400 бит/с и 4800 бит/с может потребоваться доработка радиостанции. Проверка прохождения сигнала по сквозному тракту передатчик-приёмник должна производиться при установленных девиации частоты передатчика и задержке передачи информации.

Скорость модуляции в некоторой степени влияет на энергетику радиолинии, т. е. на дальность связи. В общем случае, если по условиям прохождения сигнала через сквозной тракт передачик-приёмник можно использовать разные скорости модуляции, выбор меньшей скорости увеличивает дальность связи.

2.3.3.2 Установите девиацию частоты передатчика. Правильная установка девиации частоты необходима для эффективной работы радиолинии передачи данных. Подстроечный резистор RП (см. функциональную схему модема на рисунке 1) позволяет установить напряжение сигнала в цепи TX AUDIO в интервале от 0В до 0,8В для получения девиации частоты передатчика 3 кГц (в радиостанциях с сеткой частот 25 кГц) или 1,5 кГц (в радиостанциях с сеткой частот 12,5 кГц).

Для удобства установки девиации частоты передатчика предусмотрен режим маяка тонального, который может быть включён при конфигурировании командой «mt+». При установке девиации частоты передатчика необходимо также включить радиостанцию в режим непрерывной передачи замыканием цепи PTT на корпус, так как модем в режиме маяка тонального включает радиостанцию в режим «передача» импульсно, с периодом 1 с. Если установка девиации частоты производится при скорости передачи 4800 бит/с, следует включить нижнюю тональную частоту «ft=0», так как сигнал верхней тональной частота на этой скорости передачи ослабляется фильтром передачи на 1 дБ.

2.3.3.3 Установите задержку передачи информации. Задержка передачи информации модемом после подачи команды РТТ задаётся конфигурационным параметром «ti». В радиостанциях разных типов время переключения из режима «приём» в режим «передача» может существенно отличаться. Если модем начнёт передачу информации до истечения этого времени, сообщение будет потеряно. Для минимизации цикла обмена данными по радиоканалу необходимо определить задержку между моментом включения режима «передача» на передающей стороне и появлением тонального сигнала в последетекторном тракте на приёмной стороне. Оценку этой задержки с дискретностью 10 мс можно сделать, включив режим маяка тонального в модеме на передающей стороне. Подбирая значение параметра «ti» необходимо добиться, чтобы тональный сигнал прослушивался на выходе приёмника с выключенным подавителем шумов как можно более короткими импульсами. Подобранное таким образом значение параметра «ti» следует увеличить на 2 единицы (20 мс) и сохранить в энергонезависимой памяти модема.

2.3.4 Произведите необходимые настройки модема для сопряжения с ООД.

2.3.4.1 Установите длительность паузы между асинхронными словами, выдаваемыми на ООД в режиме «приём», выбором соответствующего значения конфигурационного параметра «tr».

2.3.4.2. Установите допустимую длительность паузы между асинхронными словами, поступающими от ООД в режиме «передача», выбором соответствующего значения конфигурационного параметра «tt».

2.3.4.3 Если ООД не воспринимает сигнал CTS или не требуется в системе использовать этот сигнал, то отключите аппаратное управление потоком от ООД командой «fcTD-».

2.3.4.4 Если ООД не формирует сигнал RTS или не требуется в системе использовать этот сигнал, то отключите аппаратное управление потоком на ООД командой «fcRD-».

2.3.5. Произведите необходимые настройки модема для сопряжения с сетью связи.

2.3.5.1 Введите в модем номер сети командой «nn».

2.3.5.2 Введите в модем его собственный адрес (адрес данного модема) командой «at».

2.3.5.3 Введите в модем адрес получателя сообщений (адрес удалённого модема) командой «ar».

2.3.5.4 При необходимости включите в модеме режим логической адресации командой «la+». Режим логической адресации необходим для центрального модема сети «точка-много точек». Режим физической адресации альтернативен режиму логической адресации и включается при выключении режима логической адресации командой «la-». Режим физической адресации должен быть включён у периферийных модемов сети «точка-много точек» или у обоих модемов сети «точка-точка».

Примечание: Для организации сети «точка-точка» в обоих модемах включите также режим расширенной адресации.

2.3.5.5 При необходимости включите режим ретрансляции командой «rp+» и введите адреса для ретрансляции входящих и исходящих сообщений командами «ai» и «ao».

2.3.5.6 При необходимости включите восприимчивость модема к сигналу подавителя шумов SQL радиостанции командой «sq+» и установите активный уровень сигнала SQL командой «al».

2.3.5.7 При необходимости включите телеметрический модуль командой «tl+».

2.4 Использование изделия

2.4.1 При использовании в сети «точка-точка» модем создаёт «прозрачный» полудуплексный канал передачи данных между двумя ООД (режим физической адресации), т. е. обеспечивает беспроводное нуль-модемное соединение с ограничениями на одновременность приёма и передачи, а также на длину и время доставки блока данных. Телекоммуникационное программное обеспечение (терминальная программа), используемое на ООД для поддержания работы сети, должно учитывать эти ограничения.

2.4.2 При использовании в сети «точка-много точек» периферийные модемы также работают в «прозрачном» режиме (режиме физической адресации). В центральном модеме для обеспечения адресации к многим периферийным модемам адрес получателя сообщения должно задавать ООД. Это достигается тем, что в режиме логической адресации при обмене сообщениями на интерфейсе ООД – местный модем используется примитивный протокол, вносящий в сообщение элемент «непрозрачности». В соответствии с этим протоколом при отключённом телеметрическом модуле ООД должно добавлять к сообщению заголовок из 4-х асинхронных слов, содержащих адрес получателя сообщения. При включённом телеметрическом модуле ООД должно добавлять ещё два асинхронных слова запроса к телеметрическому модулю. Центральный модем вставляет этот адрес и запрос к телеметрическому модулю (если последний включён) в передаваемое по радиоканалу сообщение. При получении сообщения от периферийного модема центральный модем пересылает сообщение на ООД, вставляя заголовок из 4-х асинхронных слов, содержащих адрес отправителя – периферийного модема. Если включён телеметрический модуль, то центральный модем вставляет ещё 2 асинхронных слова, содержащих телеметрическую информацию от периферийного модема.

4 байта адреса – это ASCII символы «0», «1»,…, «F» (шестнадцатеричные числа). Из двух телеметрических байт первый является байтом типа телеметрического сообщения, а второй – байтом телеметрических данных. Если сообщение, включающее телеметрическую часть, не имеет телеметрических данных (например сообщение с запросом к телеметрическому модулю удалённого модема), то байт телеметрических данных должен быть 00h (h – hexadecimal, шестнадцатеричная форма записи). В сообщениях, не включающих телеметрическую часть, оба телеметрических байта должны быть 00h. Сообщения с запросом о состоянии цифровых входов должны содержать байт типа сообщения 01h и байт данных 00h. Сообщения, содержащие ответ на запрос о состоянии цифровых входов, содержат байт типа сообщения 81h и байт данных, побитно соответствующий состоянию цифровых входов (если вход замкнут, соответствующий разряд байта данных будет установлен в состояние «0», если разомкнут – в состояние «1»). Разряды байта данных, соответствующие отсутствующим в данной модификации модема цифровым входам, будут установлены в состояние «1».

Кроме телеметрических данных, сообщение может содержать данные пользователя, а может и не содержать. При поступлении на периферийный модем телеме, не содержащего данных пользователя (а содержащего только телеметрический запрос), а также в случае формирования телеметрического сообщения «по событию», посылаемое в эфир сообщение содержит только телеметрические данные.

Телекоммуникационное программное обеспечение центрального ООД должно поддерживать вышеупомянутый протокол.

2.4.3 Функционирование телеметрического модуля. При включённом телеметрическом модуле (tl+) когда подаётся питание на модем, то он один раз передаёт по эфиру состояние своих цифровых входов в виде «чистого» ответа. Если в процессе работы модема изменилось состояние какого-либо из его цифровых входов, то в эфир передаётся 3 сообщения об изменившемся состоянии цифровых входов в виде «чистого» ответа. Интервал между сообщениями – 500мс. Если на периферийный модем пришло по эфиру сообщение, содержащее как запрос на состояние цифровых входов, так и данные пользователя для передачи на ООД, то информация о состоянии цифровых входов будет передана только вместе с данными пользователя, которые поступят от ООД.

2.4.4 Для организации цепочек ретрансляторов в модеме предусмотрен режим ретрансляции. В режиме ретранслятора работают модемы только с физической адресацией. В этом режиме входящие и исходящие сообщения ретранслируются, если в этих сообщениях и памяти модема совпадают соответствующие адреса (см. команды «rp», «ai», «ao»). Служебная информация в ретранслируемых сообщениях не изменяется и они на ООД, связанное с ретранслятором, не выдаются. Если сообщение предназначено модему-ретранслятору, то оно не ретранслируется и выдаётся на ООД.

2.4.5 При использовании модемов в радиосетях со случайным доступом вероятность столкновений можно уменьшить применением протокола многостанционного доступа с контролем несущей (CSMA). Для управления доступом к среде ООД должно получить сигнал наличия несущей (занятости канала). При включённой восприимчивости модема к сигналу SQL, который формируется радиостанцией по наличию несущей, модем доводит до ООД эту информацию через сигнал готовности к передаче CTS.

2.5 Конфигурирование модема

2.5.1 Конфигурирование модема осуществляется с помощью стандартного терминала через последовательный интерфейс RS-232. Терминал должен поддерживать работу с последовательным портом в режиме 9600-8N1. Терминал и модем следует соединить кабелем последовательного интерфейса до включения питания обоих устройств. При необходимости произведите настройку режима порта терминала. Описание порядка подготовки модема к использованию см. в подразделе 2.2. Для перехода в режим «конфигурирование» необходимо замкнуть в разъёме X3 модема цепь CONFIG на цепь GND. Для этого установите перемычку на штырьковые контакты 9 и 10 разъёма X3 платы модема (при этом необязательно выключать питание модема). Модем выдаст на терминал тип модема, сведения о версии встроенного программного обеспечения и перейдёт в режим конфигурирования. Признаком работы в режиме конфигурирования служит знак «>» в начале строки на экране терминала – приглашение к вводу командной строки. Любая командная строка должна заканчиваться символом возврата каретки (нажатием на Enter).

Если команда введена и исполнена без ошибок, то ответной реакцией модема почти во всех случаях (кроме описанных в подразделе 2.6 команд «?», «!» и «@»), будет сообщение «ok», в противном случае на экран выводится сообщение об ошибке «error». При этом следует проверить правильность введенной команды и ее аргументов. После установки требуемых значений всех необходимых параметров, следует сохранить таблицу конфигурации в энергонезависимой памяти модема командой «@», после чего выйти из режима конфигурирования, убрав перемычку с контактов 9 и 10 раpъёма X3. Если текущие установки не будут сохранены командой «@», они будут иметь силу только до выключения питания модема. После выключения питания эта конфигурация будет потеряна и при последующем включении питания будет восстановлена ранее сохранённая конфигурация. Примечание – Все числа, используемые при конфигурировании, шестнадцатиричные.

2.5.2 Значения конфигурационных параметров отображает таблица конфигурации. Таблица конфигурации представляет собой набор внутренних переменных модема и их значений, определяющих режимы работы. Подробное описание переменных и соответствующих команд представлено в подразделе 2.6. Ниже приведена таблица конфигурации со значениями переменных «по умолчанию». Вызвать ее на экран стандартного терминала, подключенного к модему через последовательный интерфейс, в режиме конфигурирования можно командой «!».

Таблица конфигурации «по умолчанию»

nn=01 at=0000 ar=0000

rp - ai=1234 ao=5678

sp=12 la - ta - ra- tl-

mt - ft=0 sq- al=1

fcTD+ fcRD-

tr=00 ti=1E tt=00

2.6 Команды конфигурирования

2.6.1 Команда «?»

Назначение: выдача на экран текущей конфигурации.

Синтаксис: ?

Отклик: выводится таблица текущих значений параметров модема

Пример: >?

nn=0F at=0001 ar=0002

rp - ai=1234 ao=5678

sp=24 la - ta - ra - tl-

mt - ft=0 sq - al=1

fcTD+ fcRD-

tr=01 ti=03 tt=01

2.6.2 Команда «!»

Назначение: настройка всех параметров <по умолчанию>.

Синтаксис: !

Отклик: выводится таблица параметров по умолчанию

Пример: >!

nn=01 at=0000 ar=0000

rp - ai=1234 ao=5678

sp=12 la - ta - ra - tl-

mt - ft=0 sq - al=1

fcTD+ fcRD-

tr=00 ti=1E tt=00

2.6.3 Команда «@»

Назначение: сохранение всех параметров в энергонезависимой памяти. Параметры восстанавливаются из энергонезависимой памяти в момент включения модема.

Синтаксис: @

Отклик: saved ok

Пример: >@

saved ok

2.6.4 Команда «nn=AB»

Назначение: присвоение номера сети. Модемы с разными номерами сети не принимают сообщения друг от друга ни при каких режимах адресации. Допустимый диапазон номеров сети от 00 до FF.

Синтаксис: nn=<двухразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >nn=0F

ok

/*присвоение номера сети 0F.

2.6.5 Команда «at=ABCD»

Назначение: ввод адреса отправителя (адреса данного модема). Допустимый диапазон адресов: 0001-FFFF. Адрес отправителя вставляется модемом с физической адресацией в передаваемое сообщение в поле адреса (модем с логической адресацией в поле адреса вставляет адрес, поступивший от ООД). При приёме сообщения модемом с физической адресацией адрес отправителя (адрес данного модема) сравнивается с адресом, принятым в поле адреса сообщения, для выявления сообщений, предназначенных данному модему. При приёме сообщения модемом с логической адресацией поле адреса сообщения выдаётся на ООД и не анализируется. Адрес 0000 не рекомендуется использовать в качестве индивидуального адреса модема (адреса отправителя), так как сообщение с таким адресом получателя интерпретируется как <передача для всех>.

Синтаксис: at=<четырёхразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >at=3FB9

ok

/* присвоение модему адреса отправителя 3FB9.

2.6.6 Команда «ar=ABCD»

Назначение пока не определено. Предположительно будет использоваться для организации сети типа «точка-точка» с использованием двух модемов в режиме расширенной адресации.

Назначение: ввод адреса получателя (адреса удалённого модема, которому предназначены сообщения данного модема в режиме физической адресации). Допустимый диапазон адресов: 0001-FFFF. Адрес 0000 не рекомендуется использовать в качестве индивидуального адреса модема, так как сообщение с таким адресом получателя интерпретируется как <передача для всех>.

Синтаксис: ar=<четырёхразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >ar=19E2

ok

/* ввод адреса получателя 19E2.

2.6.7 Команды «sp=12», «sp=24» и «sp=48»

Назначение: установка скорости модуляции 1200 бит/с (sp=12), 2400 бит/с (sp=24) или 4800 бит/с (sp=48).

Синтаксис: sp=12

sp=24

sp=48

Отклик: ok

Пример: >sp=24

ok

/*установка скорости модуляции 2400 бит/с.

2.6.8 Команды «la+» и «la-»

Назначение: соответственно, включение и выключение режима логической адресации. Выключение режима логической адресации означает переход в режим физической адресации. В режиме логической адресации игнорируется настройка режима адресации <передача для всех> и адрес получателя, введённый командой «ar=ABCD». Модем с логической адресацией условно назовём центральным модемом или базой. Модем с физической адресацией назовём периферийным модемом. Сообщения, которые посылает в эфир база – исходящие сообщения, а сообщения, посылаемые в эфир периферийным модемом – входящие сообщения. Признак входящее/исходящее сообщение содержится в служебной части каждого сообщения, поэтому периферийные модемы не принимают входящие сообщения, а база – исходящие. В модеме с логической адресацией в передаваемое сообщение в поле адреса вносится адрес, получаемый модемом из потока данных от ООД в качестве первых 4 байт сообщения. Если отключён телеметрический модуль (tl-) и сообщение содержит менее 5 байт (то есть только 4 байта адреса), или адрес не удалось декодировать (4 байта содержат символы не из диапазона 0..F), сообщение не будет передано в эфир. При этом модем уйдёт в режим обнаружения и поступившее от ООД сообщение будет потеряно. Если в режиме логической адресации требуется передача сообщения <всем> адресатам, в начале сообщения указывается адрес <0000>. На приёме в режиме логической адресации перед выдачей принятого сообщения модем выдаёт на оконечное устройство адрес (подпись) модема, от которого поступило сообщение. Если включён телеметрический модуль (tl+), то модем, кроме подписи выдаёт на оконечное устойство два байта телеметрической информации (байт типа телеметрической информации и байт состояния цифровых входов).

Синтаксис: la+

la -

Отклик: ok

Пример: >la+

ok

/*включение режима логической адресации.

2.6.9 Команды «ta+» и «ta-»

Назначение: соответственно, включение и выключение режима адресации <передача для всех>. При включенном режиме <передача для всех> в передаваемое сообщение в поле адреса вставляется адрес получанезависимо от того, какой адрес введён командой «at=ABCD».

Синтаксис: ta+

ta-

Отклик: ok

Пример: >ta+

ok

/*установка режима «передача для всех».

2.6.10 Команды «ra+» и «ra-»

Назначение: соответственно, включение и выключение режима адресации <прием всех сообщений>. При включенном режиме <прием всех сообщений> адрес получателя в принимаемом сообщении игнорируется.

Синтаксис: ra+

ra-

Отклик: ok

Пример: >ra+

ok

/*установка режима «прием всех сообщений».

2.6.11 Команды «rp+» и «rp-»

Назначение: соответственно, включение и выключение режима ретрансляции. Режим ретрансляции функционирует только в модемах с физической адресацией (la-). При включенном режиме ретранслятора в принятом сообщении анализируется поле адреса. Если адрес в этом поле совпал с адресом данного модема (см. at), т. е. сообщение предназначено данному модему, то сообщение выдаётся на ООД и не ретранслируется. Если адрес не совпал (сообщение не для нас), то в принятом сообщении поле «адрес для ретрансляции» сравнивается с адресом ретранслятора (для входящих сообщений с «ai», для исходящих – с «ao»), хранящимся в памяти модема. Если имеет место совпадение, то сообщение ретранслируется без измения его служебной части и на оконечное оборудование не выдаётся. При несовпадении адреса для ретрансляции сообщение не ретранслируется и не выдаётся на ООД. Включение режима ретрансляции не сказывается на работе модема в режиме «передача».

Синтаксис: rp+

rp-

Отклик: ok

Пример: >rp+

ok

/*включение режима ретрансляции.

2.6.12 Команда «ai=ABCD»

Назначение: ввод адреса для ретрансляции входящих сообщений. Допустимый диапазон адресов: 0001-FFFF. Модем при передаче входящих сообщений записывает этот адрес в служебную часть сообщения в поле «адрес для ретрансляции». Модем-ретранслятор при приёме входящего сообщения сравнивает это поле с адресом для ретрансляции входящих сообщений, хранящимся в его памяти. Если имеет место совпадение и сообщение не предназначено модему-ретранслятору, то сообщение ретранслируется. В случае несовпадения сообщение не ретранслируется.

Синтаксис: ai=<четырёхразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >ai=1ABF

ok

/* ввод адреса 1ABF для ретрансляции входящих сообщений.

2.6.13 Команда «ao=ABCD»

Назначение: ввод адреса для ретрансляции исходящих сообщений. Допустимый диапазон адресов: 0001-FFFF. Модем при передаче исходящих сообщений записывает этот адрес в служебную часть сообщения в поле «адрес для ретрансляции». Модем-ретранслятор при приёме исходящего сообщения сравнивает это поле с адресом для ретрансляции исходящих сообщений, хранящимся в его памяти. Если имеет место совпадение и сообщение не предназначено модему-ретранслятору, то сообщение ретранслируется. В случае несовпадения сообщение не ретранслируется.

Синтаксис: ao=<четырёхразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >ao=FB71

ok

/* ввод адреса FB71 для ретрансляции исходящих сообщений.

2.6.14 Команды «tl+» и «tl-»

Назначение: соответственно, включение и выключение телеметрического модуля.

При включённом телеметрическом модуле («tl+») модем с логической адресацией при обмене данными с ООД поддерживает следующий протокол: заголовок 6 байт (4 байта адреса, один байт типа телеметрических данных и один байт собственно телемерических данных), далее – собственно информационные байты (данные пользователя). Информационных байтов может не быть, но сообщение будет передано в эфир или принято из эфира. Программное обеспечение ООД должно поддерживать вышеупомянутый протокол. Модем с физической адресацией при включённом телеметрическом модуле вставляет в каждое посылаемое в эфир сообщение байт типа телеметрических данных и байт состояния своих цифровых входов. При поступлении по эфиру запроса на состояние цифровых входов, т. е. сообщения, не содержащего информационных байт, модем посылает ответ о состоянии своих цифровых входов (это сообщение также не содержит информационных байт).

Синтаксис: tl+

tl-

Отклик: ok

Пример: >tl+

ok

/*включение телеметрического модуля.

2.6.15 Команды «mt+» и «mt-»

Назначение: соответственно, включение и выключение режима маяка тонального. При включенном режиме маяка тонального модем периодически переключает радиостанцию из режима «приём» в режим «передача» и обратно, а в цепь TX AUDIO непрерывно посылает тональный сигнал. Период включений режима «передача» равен 1 с, а длительность включений определяется параметром «ti». Частота тонального сигнала выбирается из двух значений и задаётся параметром «ft».

Режим маяка тонального может быть использован для проверки работы радиолинии на слух при размещении и ориентации направленных антенн, а также при определении оптимального для данного типа радиостанции времени задержки между включением в режим «передача» командой PTT и началом передачи данных в эфир, задаваемого параметром «ti». Этот режим удобно также использовать при установке девиации частоты передатчика радиостанции, если включить радиостанцию на непрерывную передачу.

Синтаксис: mt+

mt-

Отклик: ok

Пример: >mt+

ok

/*включение режима маяка тонального.

2.6.16 Команды «ft=0» и «ft=1»

Назначение: установка, соответственно, нижней (ft=0) или верхней (ft=1) частоты тонального сигнала в цепи TX AUDIO, используемой в режиме маяка тонального. Значения нижней и верхней частот тонального сигнала определяются соответствующими характеристическими частотами FFSK сигнала при разных скоростях передачи:

1200 бит/с – нижняя частота 1200 Гц, верхняя частота 1800 Гц;

2400 бит/с – нижняя частота 1200 Гц, верхняя частота 2400 Гц;

4800 бит/с – нижняя частота 2400 Гц, верхняя частота 4800 Гц.

Синтаксис: ft=0

ft=1

Отклик: ok

Пример: >ft=0

ok

/*установка нижней частоты тонального сигнала.

2.6.17 Команды «sq+» и «sq-»

Назначение: соответственно, включение и выключение восприимчивости модема к сигналу ПШ (подавитель шумов) или SQL (squelch) радиостанции. При включенной восприимчивости к сигналу SQL и включённом аппаратном управлении потоком данных от ООД (fcTD+) модем устанавливает в неактивное состояние цепь CTS порта RS-232, сообщая ООД о нецелесообразности передачи данных при «занятом» эфире.

Синтаксис: sq+

sq-

Отклик: ok

Пример: >sq+

ok

/*включение восприимчивости к сигналу SQL.

2.6.18 Команды «al=0» и «al=1»

Назначение: установка, соответственно, низкого (логический 0) и высокого (логическая 1) активного уровня сигнала SQL при наличии несущей на входе приёмника радиостанции. Допустимый диапазон значений переменной 0 и 1.

Синтаксис: al=0

al=1

Отклик: ok

Пример: >al=1

ok

/*установка высокого активного уровня сигнала SQL.

2.6.19 Команды «fcTD+» и «fcTD -»

Назначение: соответственно, включение и выключение аппаратного управления потоком данных от ООД. При включенном аппаратном управлении потоком модем формирует сигнал CTS для ООД. Когда модем готов принимать данные, то сигнал CTS установлен в активное состояние (логический «0» на линии CTS RS-232), в противном случае – в неактивное состояние. При выключенном аппаратном управлении потоком сигнал CTS всегда установлен в активное состояние.

Синтаксис: fcTD+

fcTD-

Отклик: ok

Пример: >fcTD-

ok

/*выключение аппаратного управления потоком данных от ООД.

2.6.20 Команды «fcRD+» и «fcRD -»

Назначение: соответственно, включение и выключение аппаратного управления потоком данных от модема на ООД. При включенном аппаратном управлении потоком на ООД модем анализирует сигнал RTS от ООД. Если сигнал RTS в активном состоянии (логический «0»), то модем выдаёт данные, принятые из эфира, на ООД. Если сигнал RTS в неактивном состоянии, то модем не выдаёт данные на ООД или приостанавливает их выдачу до появления активного состояния сигнала RTS. При выключенном аппаратном управлении потоком на ООД модем не анализирует сигнал RTS.

Синтаксис: fcRD+

fcRD-

Отклик: ok

Пример: >fcRD+

ok

/*включение аппаратного управления потоком данных от модема на ООД.

2.6.21 Команда «tr=AB»

Назначение: установка длительности паузы между асинхронными словами, выдаваемыми на ООД в режиме «приём», в единицах по 10 мс. Если ООД – компьютер, значение переменной может устанавливаться 00. Отличные от 00 значения переменной могут потребоваться при работе с контроллерами (ООД), не имеющими буфера порта и допускающими по этой причине пропуск поступающих без пауз асинхронных слов. Допустимый диапазон значений переменной от 00 до FF.

Синтаксис: tr=<двухразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >tr=06

ok

/*установка длительности паузы 60 мс.

2.6.22 Команда «ti=AB»

Назначение: установка времени задержки между включением радиостанции в режим «передача» командой PTT и началом передачи данных в эфир в единицах по 10 мс. Эта задержка необходима, чтобы передающая радиостанция успела переключиться из режима «приём» в режим «передача», а в приёмнике и модеме на приёмной стороне закончился переходной процесс в последетекторном тракте. Обычно необходимая задержка не превышает 300 мс. Допустимый диапазон значений переменной от 00 до FF.

Синтаксис: ti=<двухразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >ti=1E

ok

/*установка длительности паузы 300 мс.

2.6.23 Команда «tt=AB»

Назначение: установка допустимой длительности паузы между асинхронными словами, поступающими от ООД в режиме «передача», в единицах по 10 мс. Если пауза превышает установленное значение (плюс 2,5 мс), модем завершает приём данных от ООД, переводит цепь CTS в неактивное состояние и включает радиостанцию в режим «передача» командой PTT. До окончания передачи в эфир данных, содержащихся в буфере порта, цепь CTS удерживается в неактивном состоянии, а поступающие от ООД дополнительные данные игнорируются. Если ООД – компьютер, значение переменной «tt» может устанавливаться 00. Отличные от 00 значения переменной могут потребоваться при работе с контроллерами (ООД), не имеющими буфера порта и допускающими по этой причине паузы между выдаваемыми асинхронными словами. Допустимый диапазон значений переменной от 00 до FF.

Синтаксис: tt=<двухразрядное шестнадцатиричное число>

Отклик: ok

Пример: >tt=06

ok

/*установка допустимой длительности паузы 60 мс.

3 Техническое обслуживание и ремонт

3.1 Общие указания

3.1.1 При эксплуатации в помещении с нормальными климатическими условиями модем не требует технического обслуживания. При эксплуатации вне помещений и в помещениях с повышенной влажностью, запылённостью, неотапливаемых помещениях и помещениях с агрессивными парами требуется периодическая протирка корпуса, платы и разъёмов модема ватным тампоном, смоченным спиртом. Не допускайте попадания спирта на подстроечный резистор RП.

3.2 Проверка работоспособности изделия

3.2.1 Проверить работоспособность модема в лабораторных условиях можно соединив два модема перекрёстно: цепь RX AUDIO одного модема с цепью TX AUDIO другого модема и наоборот. При таком соединении модемы должны работать как при соединении через радиостанции и эфир. В отсутствие радиостанции питание модема должно осуществляться от лабораторного источника постоянного тока с напряжением, соответствующим варианту исполнению модема.

3.2.2 Работоспособность модема устанавливается по выполнению им своих функций, т. е. приёма и передачи данных при скоростях модуляции 1200 бит/с, 2400 бит/с и 4800 бит/с. В случае невыполнения какой-либо из функций производится поиск неисправностей.

3.3 Поиск неисправностей и ремонт

3.3.1 Поиск неисправностей производится с помощью осциллографа методом сравнения с заведомо исправным модемом. Наиболее вероятная неисправность – потеря контакта в подстроечном резисторе RП. Обнаружить эту неисправность можно по отсутствию напряжения модулирующей поднесущей на выходе TX AUDIO модема. Способ устранения – очистка поверхности с резистивным слоем от грязи, смазка техническим вазелином и осторожный 3-4 кратный поворот оси подстроечного резистора на небольшой угол вокруг исходного положения. Если контакт восстановится, необходимо установить напряжение сигнала в цепи TX AUDIO по критерию девиации частоты передатчика радиостанции в соответствии с подразделом 2.3. Если при вращении оси подстроечного резистора контакт будет прерываться, следует заменить подстроечный резистор на исправный. Тип подстроечного резистора PVZ3A, номинал – 2 кОм. При установлении неисправности других электрорадиоэлементов, замените их на исправные. Если неисправность не удалось определить собственными силами, отправьте модем на ремонт в специализированную организацию.