Телеуправление через сети gsm:экономический анализ и практическая демонстрация

Леонид Лигун, менеджер по продажам
AdAstra Research Group, LTD

Еще год назад сотовый телефон считался элитным, престижным товаром, доступный только состоятельным людям. Сегодня мобильные телефоны встречаются чаще, чем пейджеры, а рост популярности таков, что в некоторых странах сотовых телефонов в этом году стало больше, чем стационарных. Стоимость, как самих телефонов, так и услуг операторов связи, постоянно падает. Сейчас можно говорить о возможности использования сотовых телефонов в системах телемеханики. Ряд зарубежных фирм (например Schlumberger) уже имеют опыт практического применения сетей GSM в телемеханике. Теперь такая возможность открывается и перед российскими пользователями TRACE MODE 5. GSM связь, может оказаться очень полезной в тех случаях, когда возникает сложность получения радиочастоты, в местах где затруднено подведение и выделение телефонных линий. Эти проблемы присуще крупным городам с загруженным эфиром и дефицитом телефонных номеров.
Нашей фирмой в настоящее время ведутся разработки программного обеспечения TRACE MODE, использующего GSM сети. Разрабатываются следующие технологии:

1. Отправка сообщений сервером реального времени на сотовый телефон (тревоги и т.п.).
2. Использование сотового телефона как консоли монитора реального времени.
3. Телемеханика (мониторинг и управление) на основе GSM связи.

Передача данных осуществляется посредством SMS (Short Message Service) - службы коротких сообщений ( 160 символов). Крупнейшими операторами сотовой связи в России являются АО Вымпелком (БИЛАЙН) и МТС. Например, в компании БИЛАЙН услуга SMS бесплатная. Рассмотрим экономическую эффективность использования сетей GSM в АСУТП и телемеханике.

1. Мониторинг. На удаленном объекте работает АСУТП (контроллер или группа контроллеров с операторской станцией), под управлением TRACE MODE. Необходимая информация о технологическом процессе (тревоги), формируются TRACE MODE в формат SMS сообщений, и с помощью GSM модема передает на мобильный телефон оператору. Необходим сотовый телефон и GSM-модем.

1. Удаленная консоль. Сотовый телефон можно использовать в качестве удаленной консоли для управления процессом. С помощью клавиатуры на телефоне формируются сообщения о запросе какого-либо параметра или сообщения для включения/выключения устройств. Вся информация передающаяся в сети GSM кодируется. Возможность управления есть только в том случае, если это разрешено в данном проекте.

1. Телемеханика. Несколько контроллеров/операторских станций, работающих под управлением TRACE MODE, обмениваются данными, между собой, используя GSM-модемы.

Для сбора данных с территориально распределенных устройств в настоящее время используют радиостанции или телефонные линии. Стоимость оборудования, для радиотелемеханики, колеблется между 500 и 550 USD, для каждого удаленного объекта. Также необходим контроллер, который позволяет работать с радиостанциями. Стоимость такого контроллера от 100 до 200 USD, для каждого удаленного объекта. Кроме того, существенные затраты в крупном городе связаны с получением радиочастоты (около 2000 $ и до 10 месяцев ожидания). Кроме официальной цены, возникнет скрытая цена, размер которой, известен только тем людям, кому приходилось оказываться в подобных ситуациях. Использование коммутируемых линий также не всегда может решить проблемы передачи данных. Первая трудность низкое качество городских линий. Использование качественных цифровых линий резко увеличивает стоимость (до 100 USD/месяц на один номер). Кроме того, в Москве для получения отдельного номера необходимо заплатить около 1000 USD. В некоторых районах получить телефонную линию просто нельзя, а в ближайшем Подмосковье получение телефона обходится в громадные суммы.

GSM модем, необходимый для организации, телеуправления через сети GSM стоит 270 - 400$. Преимущества GSM-связи перед телемеханикой и коммутируемыми линиями заключаются и в более простой и дешевой процедуре получения номера. Для регистрации и подключения сотового телефона требуется 1 день и от 9 до 35 долларов. Кроме того, GSM-сеть позволяет организовать передачу данных там, где нет телефонных линий. При этом улучшается качество связи, увеличивается зона охвата, удешевляется оборудование, необходимое для организации связи.
GSM связь осуществляется с использованием цифрового стандарта. Это обеспечивает высокое качество связи, снижает помехи. При использовании радиотелемеханики радиус связи зависит от уровня помех и высоты антенны. Требуется обеспечить прямую видимость. При использовании GSM-сети эти проблемами берут на себя компании, предоставляющие связь, причем за свой счет. С каждым днем операторы извещают нас об увеличении зоны радиопокрытия. Эта тенденция будет продолжаться и дальше.

Зона радиопокрытия GSM-сети МТС.
Для создания системы телемеханики на базе сети GSM потребуется установить два GSM-модема - на удаленном объекте и на сервере. У сотовой связи пока есть только один недостаток. Расходы на обслуживание несколько выше, чем при использовании радиотелемеханики. В БИЛАЙН ежемесячные расходы будут составлять абонентскую плату 13 долларов за номер. Использование SMS, как говорилось выше, бесплатное. Однако, уже сейчас существуют ряд тарифов, обеспечивающих нулевую абонентскую плату и нулевую плату за трафик. При подключении к тарифу GSM-корпоративный - АЛЛО, стоимость абонентской платы равна 0. Таким образом, сегодня мы можем прийти в компанию БИЛАЙН купить одновременно 20 телефонов (условие для корпоративного тарифа) по 160 у.е. и пользоваться SMS ни платя больше ни копейки. Использование сотовой связи позволяет существенно сократить первоначальную стоимость проекта, но по-видимому увеличивает расходы на эксплуатацию (табл. 1). GSM-радиотелемеханика может стать очень привлекательной для начинающих фирм и для тех, кто не может единовременно вкладывать огромные суммы денег на инфраструктуру радиосвязи.

Табл. 1. Сравнение обычной и GSM-телемеханики

Уже сейчас сотовую связь можно рассматривать как один из вариантов обмена информацией в распределенных системах АСУТП. В ряде случаев GSM-радиотелемеханика экономически эффективнее. При этом у GSM есть некоторые преимущества: качество связи, охваченная территория, доступность, меньшая цена оборудования, простота обслуживания и эксплуатации, сокращение первоначальных вложений, мобильность.