ЛЧМ (CSS) шлюзы

ЛЧМ (CSS) шлюзы

Инфраструктура системы РТЛС представляет собой разветвленную гибридную ZigBee/IP сеть, предназначенную для позиционирования меток и передачи результатов измерений на сервер. Инфраструктура состоит из беспроводных ZigBee подсетей, каждая из которых включают до 10-12 анкеров, а также один или два шлюза. Число подсетей ZigBee в инфраструктуре РТЛС практически не ограничено. Каждая из подсетей соединяется с сервером одним или двумя независимыми Fast Ethernet каналами через шлюзы.

  • Шлюз в сети РТЛС

    Шлюз в сети РТЛС играет роль связующего звена между ZigBee подсетью и сервером. Сервер через шлюз подает по ZigBee подсети команды на расположенный в подсети CSS координатор и управляет процессом измерения расстояний от меток до анкеров в CSS зоне. Отчеты меток об измерениях, в свою очередь, передаются на сервер через шлюз. Подсеть ZigBee и ее шлюзы могут обслуживать одну или несколько CSS зон. 

    Шлюзы в сети РТЛС позволяют оптимизировать нагрузку сети. Если при проектировании или в процессе эксплуатации оказывается, что пропускной способности подсети не хватает для обслуживания находящихся в ней меток, достаточно разделить подсеть и обслуживаемую ею территорию на несколько меньших по размеру путем добавления необходимого числа шлюзов и назначения ZigBee координаторов дополнительных подсетей.

    Кроме того, использование шлюзов обеспечивает практически неограниченное масштабирование сети РТЛС и расширение обслуживаемой территории за счет создания и подключения новых ZigBee подсетей.

    Шлюз РТЛС представляет собой анкер, оснащенный дополнительным электрическим (100Base-TX) или оптическим (100Base-FX) Fast Ethernet интерфейсом. Поэтому шлюз выполняет все функции и обладает всеми преимуществами анкера (подробнее см. описание анкера).

    Основные преимущества
    Позиционирование на всей территории предприятия

    Шлюзы, как и анкеры, могут быть выполнены во влагозащищённом корпусе с уровнем защиты IP66, то есть в соответствии с ГОСТ 14254-96 полностью защищены от проникновения пыли и от динамического воздействия потоков воды. Шлюзы работоспособны в диапазоне температур от минус 40 до плюс 85°С. Таким образом, шлюзы могут работать на всей территории предприятия, даже в самых запыленных и влажных помещениях, а также на открытом воздухе. Для подключения шлюзов к LAN могут использоваться как проводные, так и оптические линии связи, что позволяет устанавливать шлюзы на значительных (до двух километров) расстояниях от ближайшего коммутатора LAN.

    Простота и низкая стоимость развертывания

    Шлюзы имеют небольшие габариты и массу, могут быть установлены практически на любой вертикальной плоскости, колонне или мачте, а благодаря малому энергопотреблению могут подключаться к сети электропитания практически в любом месте. Шлюзы не нуждаются в проводных сетях синхронизации и могут иметь как электрический, так и оптический Fast Ethernet интерфейс (по выбору), что существенно упрощает их установку.

    Высокая надежность и способность к самовосстановлению

    Шлюз имеет автономный несменяемый LiPol источник питания, который автоматически подзаряжается по мере необходимости от встроенного сетевого источника питания. В случае пропадания основного питающего напряжения шлюз остается работоспособным в течение не менее 8 часов при условии полного заряда аккумулятора в момент пропадания напряжения.

    Каждая ZigBee подсеть, как правило, оснащается двумя шлюзами – основным и резервным. При выходе из строя любого шлюза трафик в сети маршрутизируется так, чтобы восстановить нормальную передачу данных в обход отказавшего участка.

    Среднее время наработки на отказ (MTBF) шлюза составляет не менее 100 000 часов (за исключением элемента автономного питания).

    Гибкость

    Инфраструктура РТЛС позволяет легко изменять ее конфигурацию: добавлять новые подсети со своими шлюзами, обновлять программное обеспечение в шлюзах.

    Шлюзы поддерживают обновление встроенного программного обеспечения через интерфейс локальной сети. Обновление производится вручную по команде администратора либо автоматически по наступлению заранее определенного события (например, определенного времени).

    Практически неограниченные возможности расширения

    Использование шлюзов РТЛС обеспечивает практически не ограниченное масштабирование производительности и площади покрытия сети РТЛС. Увеличение производительности (количества обслуживаемых меток) достигается увеличением количества подсетей в местах с высокой плотностью меток.

    Расстояние от шлюза до ближайшего коммутатора LAN при использовании оптического интерфейса может составлять до двух километров, что даже без использования дополнительных внешних каналов позволяет размещать ZigBee подсети на значительных расстояниях от сервера.

    Площадь, покрываемая одной подсетью, включающей 10-12 анкеров, может составлять до трех тысяч квадратных метров. Система, обслуживаемая одним кластером серверов, может иметь до 16000 анкеров (более тысячи подсетей), покрывать площадь сотни гектар и обслуживать неограниченное количество зарегистрированных меток.

    Непрерывный контроль состояния шлюза

    • зеленый, когда шлюз включен и работает,
    • красный, когда шлюз не работает (DOWN),
    • синий, когда шлюз конфигурируется.

    Если шлюз включен и работает (находится в состоянии UP), а анкер не работает (находится в состоянии DOWN), устройство отображается желтым цветом.

    Если шлюз находится в состоянии UP, а анкер конфигурируется (находится в состоянии CONFIGURED), устройство отображается зеленым цветом. Если устройство находится в состоянии UP, цвет значка становится желтым в случаях:

    • неисправности или ошибки оборудования,
    • пропадания сетевого питания,
    • ошибки заряда аккумулятора,
    • снижения уровня заряда аккумулятора до 25% и ниже.
  • Размеры и вес

    Высота: 121 мм
    Ширина: 171 мм
    Толщина: 56 мм
    Масса: 565 грамм (с антеннами) – для корпуса из поликарбоната
    Длина каждой антенны: 169 мм

    Узел крепления

    Шлюз крепится с использованием 4-х кронштейнов, поставляемых в стандартном комплекте, либо монтажной пластины (опционально).

    Индикация

    Шлюз снабжен четырьмя светодиодными индикаторами:

    Индикатор (Обозначение) Цвет Режимы
    CSS интерфейс (CSS) Синий Горит – интерфейс включен, трафика нет. Короткие мигания сигнализируют о наличии трафика. Частые короткие мигания – самотестирование при включении питания либо после сброса. Равномерное мигание – интерфейс выключен (анкер не в сети, не сконфигурирован и т.п.)
    ZigBee интерфейс (ZB) Желтый
    IP интерфейс (LAN) Зеленый Не горит – LAN отключена; горит – LAN подключена, трафика нет; короткие выключения сигнализируют наличие трафика.
    Сеть/Аккумулятор (ACC/PWR) Зеленый/ красный/ желтый мигающий Зеленое равномерное мигание – питание от сети, батарея не заряжается. Зеленое равномерное мигание плюс желтое мигание – батарея заряжается. Зеленое равномерное мигание плюс красное мигание – ошибка зарядки батареи. Красное равномерное мигание – сеть отключена, анкер питается от батареи.

    При запуске или сбросе системы все светодиоды дают три одновременных проблесковых мигания. Для поиска и идентификации шлюза возможна подача специальной команды, по которой все светодиоды одновременно мигают несколько раз.

    Радиочастотные характеристики
    Радио интерфейс CSS:

    Рабочая частота: 2405 – 2485 МГц
    Ширина полосы: 80 МГц
    Число каналов связи: 1
    Модуляция: ЛЧМ
    Длительность импульсов ЛЧМ: 1 мкс.
    Максимальная мощность передатчика: 18 dBm
    Чувствительность приемника: –94 dBm

    Радио интерфейс ZigBee:

    Рабочая частота: 2405 – 2485 МГц
    Число каналов передачи данных: 16
    Ширина канала: 5 МГц
    Модуляция: DSSS/OQPSK
    Максимальная скорость передачи данных: 250 кбит/с
    Максимальная мощность передатчика: 18 dBm
    Чувствительность приемника: –102 dBm

    Ethernet интерфейс

    Шлюз РТЛС оснащается электрическим (100Base-TX) или оптическим (100Base-FX) Fast Ethernet интерфейсом по выбору.

    100Base-TX

    Разъем: RJ-45 (Female)
    Тип кабеля связи: UTP кат.5
    Максимальная длина линии: 100 м

    100Base-FX

    Разъем: IP67, индустриальный, LC оптический коннектор.
    Тип кабеля связи: мультимодовый оптический кабель (MMF), одна пара
    Длина волны: 1310 нм
    Максимальная длина линии: 2000 м

    Электропитание

    Напряжение питания: 84 – 230 В переменного тока
    Максимальная потребляемая мощность
    с интерфейсом 100Base-TX: 2,8 Вт
    с интерфейсом 100Base-FX: 4,0 Вт 
    Блок питания: встроенный

    Резервный источник питания

    Резервное питание: от встроенного Li-Pol аккумулятора.
    Время работы от аккумулятора: не менее 8 часов

    Стойкость к внешним воздействиям

    Уровень пылевлагозащиты: IP40 либо IP66.
    Рабочий диапазон температур: от минус 40 до плюс 85°С.
    Материал корпуса: поликарбонат либо (по специальному заказу) алюминиевый.

    Соответствие стандартам

    Шлюз  соответствует международным стандартам ISO 24730-5, IEEE 802.15.4-2011 и ZigBee 2007 Specification.

    Оборудование RTLS по параметрам электромагнитного излучения соответствует нормативным документам: СанПиН 2.2.4.1191-03, СанПиН 2.1.8/2.2.4.1383-03, ГОСТ 12.1.006-84.

    Для использования шлюза не требуется получения частотных разрешений и дополнительных согласований (Решение ГКРЧ при Мининформсвязи России от 07.05.2007 № 07-20-03-001).

    Надежность

    Среднее время наработки на отказ (MTBF): 100 000 часов

    Комплект поставки:

    Шлюз (со шнуром питания) – 1 шт.
    Кронштейн для крепления – 4 шт.
    Монтажная пластина – 1 шт. (опционально).
    Краткое руководство пользователя – 1 шт.