Простейшее устройство передачи данных по силовой сети?

Question

[Александр]

Приветствую уважаемые.


Продумываю одну идею, но мало знаком с предметной областью.

Знаю, есть протоколы передачи данных по силовым сетям. X10 например. Нужно найти или разработать устройство, которое при включении в сеть просто передаёт в линию свой серийный номер. Передает регулярно с каким-то фиксированным интервалом. Типа «я в сети».

Устройство должно быть максимально дешевым, с возможностью задания уникального серийного номера (лучше — жестко зашитого на этапе производства). Само собой, устройство должно уметь питаться от 220В и при этом остаться дешевым и компактным.


Протокол пока особого значения не имеет, но слышал что Х10 плохо работает если много устройств в сети. Устройств будет много.


Кроме того, нужно центральное устройство (уже не обязательно дешевое), которое будет собирать инфу с периферийных устройств и передавать какому-нибудь серверу.


Подскажите, возможно есть готовые решения, либо компоненты и технологии которые стоит изучить.

Answer 1

[Александр Ананьев]

Может вам подойдет это? ru.wikipedia.org/wiki/Связь_по_ЛЭП

Comments

[Александр]

Спасибо, изучу.

Answer 2

[Ocelot]

X10 заточен под «один передатчик — много приемников», а у вас ситуация протовоположная: «много передатчиков — один приемник».
Если не применять двустороннюю связь, избежать коллизий будет довольно сложно. Можно использовать псевдослучайные интервалы времени между посылками.

В качестве физического уровня можете посмотреть на м/с КР1446ХК1, LM567, TDA5051, ST7538/ST7540. Готовые PLC-модемы вряд ли отвечают условию «максимально дешево».
www.soel.ru/cms/f/?/376853.pdf
kazus.ru/forums/showthread.php?s=e39bbb45ec79fe3141debff570162db2&t=17551

Comments

[Александр]

Спасибо! Похоже, это шаг в нужном направлении.

Answer 3

[Yegor S]

Если вы собираетесь делать своё устройство «с нуля» — не рассчитывайте ни на какую надёжность передачи. Протокол должен быть максимально сжатым и тупым. Также, надо понимать, что ВЧ сигнал, а именно так передают данные по сети 220, сильно в этой сети затухает. Скажем, более 50 метров — это уже проблема. Ретрансляция решает эту проблему, но тогда модем получается довольно дорогой. К слову, если все устройства работают ретрансляторами — наблюдал такую штуку — сеть просто захлёбывается.
Далее. Частоты. Частоты несущих в промышленных модемах такие — около 20 КГц (PLC 1) и 78-90 КГц (PLC II). Второй диапазон не так забит помехами, однако, как показывает практика, помех в сети просто ОМГ. Например, включенная энергосберегающая китайская лампочка может забить нафиг сегмент сети метров 15-20 радиусом (пара этажей в подъезде).
Скорость передачи по PLC, к слову, 300 бод.

Comments

[Александр]

Спасибо! Скорость меня не смущает, но надежность… с другой стороны потеря нескольких пакетов тоже не особо критична. Устройства будут слать их постоянно. Особо точного отслеживания факта включения не нужно.
А как по-вашему, сколько может стоить такое устройство изготовить в прототипе? И какой цены можно добиться при серии скажем 1000 штук? Интересует порядок.

[Yegor S]

Извините за поздний ответ.
В прототипе устройство будет не особо дорогое. Развязывающий ВЧ трансформатор, несколько фторопластовых конденсаторов и всё. Крайне желательны стабилитроны и варисторы для защиты от бросков напряжения. Дорогой будет софт, который собственно и будет делать посылку. В промышленных девайсах используется FSK (и S-FSK (оно же GFSK)) на физическом уровне и разные протоколы собственно доступа к данным (не силён в модели OSI, но вроде это канальный и частично сетевой уровни). Например, можно прочитать про протокол DLMS. В самопальной конструкции, думаю, ни к чему городить DLMS, можно обойтись чем-нибудь попроще.
Что касается физики. В промышленных девайсах (я сейчас говорю про продукцию Iskraemeco, которой плотно занимаюсь) уровень ВЧ сигнала в линии порядка 5В. Устройства сносно работают при затухании сигнала до -12..-15 Дб. Потом приём сильно ухудшается, а при наличии помех становится практически невозможным.
Про «потерю нескольких пакетов» можете забыть. PLC может «лежать» по нескольку часов. То есть, ОПС на нём не сделать =)
Нет, если, конечно, ставить фильтры на потребителей, иметь полное отсутствие помех — сеть будет работать хоть в реалтайме. Но я говорю про реальную ситуацию и реальные сети. Как-то смотрели в подвале состояние проводки — полдома отваливалось. Так там 2 провода просто зацеплены были друг за друга и всё. Даже не скручены. Как это дело подмокало — ВЧ не шло, полдома переставало видеться.

Возвращаясь к вашему вопросу о цене. Сколько будет стоить прототип — не берусь судить. Промышленные образцы PLC-кодеров:
AMIS-49587 от производителя On Semiconductor. Часто используется.
NCN49597 от него же. Также часто встречается.
MAX2992. Производитель обещает бешеные (для PLC) скорости в 300К и более высокую надёжность, чем у конкурентов. Мне в чудеса не верится, я видел наши сети (не один город с анализатором помех облазал).

К стоимости кодера (4-7$) прибавим рассыпуху (ещё баксов 10 минимум), плюс всем этим надо чем-то управлять. Ещё 3-5 баксов на ардуинку =). Итого больше 20 баксов в приличной партии, с промышленным кодером. Из самопала выкинется стоимость кодера, всё остальное останется. Плюс, добавятся, возможно, согласующие цепи.
Могу сказать, что, например, счётчики с PLC стоят дороже аналогичных, но без PLC примерно на 2000 рублей. И это у всех производителей так.

Ничего себе простыню написал =)

[Yegor S]

Вы говорите, что устройства буду слать пакеты постоянно. Так не получится. Сеть ляжет из-за коллизий. Представьте себе две 485-ые сети: одну на приём и одну на передачу. Это наиболее близко к PLC. Там на 2 разных частотах сделаны «RX» и «TX»

[Александр]

В общем резюме такое — возни много, готовых надежных решений задачи нет, результат может оказаться непредсказуемым.

Скажите, а если сделать то же самое, но через беспроводной канал? Есть какие-то готовые дешевые устройства, способные регулярно передавать некий фиксированный ID по беспроводному каналу в радиусе, скажем, метров 50?

Answer 4

[Yegor S]

Дофига и кучка. В случае применения беспроводных устройств сразу встаёт проблема регистрации при превышении некого порога. Не помню точно, но по-моему, до 10 мВт — можно использовать спокойно. 10мВт 50 метров в помещении не прошибёт (яркий пример — Wi-Fi. Вы же не можете поймать на 9 этаже сигнал от точки на первом?). На улице — запросто. У нас можно юзать модули на 433 и 2400 МГц. У 433 — значительно выше «пробивная способность». Современные беспроводные системы сбора данных со счётчиков базируются именно на 433МГц модулях. При этом, в случае создания сети — большая мощь не нужна. Например, радиомодули фирмы ISTA используют трансиверы мощностью всего 1 мВт. Но все они работают ретрансляторами, и на создание сети датчиков требуется неделя, а то и больше.

Посмотреть можно такие модули:
HopeRF RFM22B / RFM23 (200/10 мВт)
3DR radio — готовые радиомодемы также на хоперовских модулях
NRF24L01 — стоят копейки, мощь никакая, есть готовые библиотеки для работы с ними (впрочем, как для упоминаемых выше)