НТЛ Элин

НТЛ ЭлИн > Сети iB-регистраторов > Организация сетей

Организация сетей

Различия в организации 1‑Wire‑сетей iB‑регистраторов определяются: Рассмотрим подробнее каждое из этих положений.

Общая длина 1‑Wire‑магистрали в первую очередь определяется топологией сети. При организации iB‑регистраторов в сеть предпочтительной является наиболее простая линейная топология соединения логгеров‑абонентов. В этом случае 1‑Wire‑магистраль последовательно обходит все iB‑регистраторы сети, связывая соседние логгеры‑абоненты по наиболее короткому пути. Однако общая длина 1‑Wire‑магистрали линейной топологии ограничена (50…300 м). Увеличить общую протяженность 1‑Wire‑магистрали можно, используя радиальную топологию построения сети iB‑регистраторов. При этом к сетевому средству поддержки с целью обслуживания поочередно подключается одна из нескольких отдельных локальных ветвей, каждая из которых состоит из логгеров‑абонентов, соединённых в соответствии с линейной топологией. В последнем случае для организации системы удобно использовать специальные устройства ветвления 1‑Wire‑магистрали ‑ коуплеры ML#09#. Применяя подобный подход, можно организовать такую перестраиваемую систему, когда в каждый отдельный момент времени к сетевому средству поддержки может быть подключён только один из сегментов обслуживаемой 1‑Wire‑сети. Это значительно снижает в целом нагрузку на магистраль (количество подключенных логгеров‑абонентов, погонную ёмкость кабеля, общее сопротивление шин информационного канала и общую утечку изоляции) и в целом соответственно уменьшает вероятность возникновения неоднозначных ситуаций. При этом возможно два варианта реализации подобной структуры: более простой ‑ с применением ветвителей ML#09 для прерывания только шины данных DATA 1‑Wire‑магистраль, и более надежный ‑ с применением коуплеров ML#09A или ML#09B для прерывания и шины данных DATA, и возвратной шины RETURN. Однако применение коуплеров ML#09# требует дополнительного внешнего питания.

Линейная топология


Радиальная топология

При реализации 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов могут быть использованы либо все одинаковые типы логгеров‑абонентов, либо разные типы логгеров‑абонентов. Часто это определяется различными условиями, в которых находятся точки контроля, требующие мониторинга. Например, часть из них может размещаться в зоне, защищённой от воздействий внешней среды, а другая часть в зоне, незащищенной от воздействий внешней среды. Или ситуация, когда ни один логгер‑абонент сети не нуждается в защите от воздействий внешней среды. Или напротив, все логгеры‑абоненты сети должны быть защищены от воздействий внешней среды. В двух последних случаях система может состоять из регистраторов одинакового типа.

Другим фактором, определяющим необходимость реализации «смешанной» системы мониторинга, состоящей из логгеров‑абонентов различного типа, является потребность в контроле одной сетью параметров различных типов. Поэтому одна и та же 1‑Wire‑сеть iB‑регистраторов может состоять, например, из “таблеток” для регистрации температуры и самописцев iBDL, выполняющих мониторинг электрических сигналов. Таким образом, легальными являются любые «смешанные» 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов, состоящие из абонентов различных типов, при обязательном условии использования логгеров одинаковой архитектуры в пределах одной сети.

Немаловажным при построении 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов является также используемый вариант сопряжения логгера‑абонента с основным стволом 1‑Wire‑магистрали. При этом возможен один из двух типов сопряжения: защищенный от воздействий внешней среды и незащищенный от воздействий внешней среды.

Действительно, несмотря на то, что некоторые iB‑регистраторы специально предназначены для эксплуатации в жестких условиях воздействия внешних сред, часто непосредственно сам основной ствол 1‑Wire‑магистрали может находиться в льготной зоне. Например, ствол проложен внутри жилого помещения, а узлы шлейф‑регистраторов выведены за пределы здания. В этом случае сопряжение основного ствола 1‑Wire‑магистрали с каждым из логгеров‑абонентов не требует специальной защиты от воздействий пыли, грязи и влаги. Поэтому для подключения iB‑регистраторов применяется стандартный ряд телефонных переходников, розеток, размножителей и разветвителей магистрали коммутационных систем RJ11 или RJ12. Такие коммутационные приспособления обычно имеют степень защиты от внешних воздействий на уровне IP30. Главное условие подобного подхода — обеспечить размещение элемента сопряжения в льготной зоне, не подверженной критическим внешним воздействиям, в отличие от самого логгера‑абонента, корпус которого может находиться в зоне максимального воздействия внешних условий окружающей среды.

Если же iB‑регистраторы и основной ствол 1‑Wire‑магистрали, подключающий их к сетевому средству поддержки, находятся в одинаково жестких условиях воздействия внешней среды, то для сопряжения с основным стволом применяются особые специальные приемы и подходы. Они отдельно оговариваются в описаниях на каждый конкретный iB‑регистратор или в документации на приспособления, обеспечивающие интеграцию логгеров в состав 1‑Wire‑сети мониторинга.

Так же возможно построение защищённых 1‑Wire‑сетей iB‑регистраторов без использования отдельных устройств сопряжения. Например, если система состоит только из самописцев iBDL‑#‑S в системном исполнении, у которых клеммник сопряжения с 1‑Wire‑магистралью находится внутри защищённого корпуса, или если система реализована в виде заказного шлейфа, состоящего из устройств iB‑Bus‑#, изготовленных на базе “таблеток” iButton, соединение которых с кабелем магистрали надежно защищено компаундом.

Для организации системы мониторинга, кроме собственно iB‑регистраторов (играющих роль логгеров‑абонентов сети) и среды передачи данных (кабеля 1‑Wire‑магистрали), также необходимо иметь сетевое средство поддержки, которое, реализуя функции мастера 1‑Wire‑сети, обеспечивает обмен информацией с составляющими её ведомыми логгерами‑абонентами. Наиболее распространённым средством поддержки сети iB‑регистраторов является персональный компьютер, оснащённый специализированным адаптером мастера 1‑Wire‑сети, который подключается к одному из его последовательных портов ‑ COM или USB.

Для извлечения данных, накопленных в памяти логгеров‑абонентов такой сети, персональный компьютер должен быть также оснащён специализированным программным обеспечением, выполняющим периодический опрос iB‑регистраторов и архивирование собранной ими информации на жестком диске PC. Поскольку большинство программных средств обслуживания регистраторов iBDL, как правило, рассчитаны для работы в системах "точка‑точка" (т.е. ориентированы на обслуживание только одного отдельного логгера), они не могут быть использованы для сопровождения многоточечных систем (т.е. не рассчитаны на обслуживание сразу нескольких логгеров‑абонентов). Однако некоторые программы поддержки iB‑регистраторов обеспечивают поочерёдное обслуживание отдельных логгеров‑абонентов проводной 1‑Wire‑сети в режиме "точка‑точка" (т.е. в каждый отдельный момент времени сетевому средству поддержки доступен только один логгер‑абонент сети). К ним, в частности, относится специализированный пакет OneWireViewer от разработчика и изготовителя “таблеток”‑регистраторов iButton компании Dallas Semiconductor.

В отличие от программ, ориентированных на поддержку отдельных iB‑регистраторов, программное обеспечение, специально разработанное для поддержки 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов, реализует множество особых функций. В том числе, оно периодически выполняет опрос логгеров‑абонентов 1‑Wire‑сети, задает регламент их функционирования и производит запись собранной ими информации на жёсткий диск по заданному пользователем сценарию, реализует визуализацию результатов в реальном масштабе времени. В случае фиксации любым из логгеров‑абонентов сети iB‑регистраторов нарушения контрольных пределов, предварительно установленных пользователем для каждого измерительного канала, формируется уведомление об аварийной ситуации. Такое уведомление может быть выведено в виде предупреждения на экран монитора компьютера, либо передано в виде e‑mail, если компьютер подключён к Интернету.

Непосредственное подключение компьютера к проводной 1‑Wire‑сети iB‑регистраторов не всегда возможно, поскольку дальность связи при этом не превышает 300 м, что для целого ряда задач недостаточно. В этом случае следует применять специализированные шлюзы, "удлиняющие" 1‑Wire‑магистраль путем передачи потока данных по проводному каналу, обладающему большей дальностью связи. Такие шлюзы обеспечивают трансляцию поступающих по внешнему интерфейсу запросов в команды 1‑Wire‑протокола, а также осуществляют обратную трансляцию получаемых от iB‑регистраторов порций данных в пакеты внешнего интерфейса дистанционного доступа. Характерным примером наиболее распространённого проводного информационного канала, эффективно “удлиняющего” 1‑Wire‑магистраль, является Ethernet, включая глобальную сеть Интернет. Если сеть iB‑регистраторов подключена к специальному Ethernet‑шлюзу, то доступ к ресурсам любого из составляющих её логгеров‑абонентов может быть осуществлён посредством простого веб‑интерфейса. Такой вариант взаимодействия позволяет пользователю с любого подключённого к Интернету компьютера, используя обычный Интернет‑браузер, просмотреть таблицы и графики данных, зафиксированных логгерами‑абонентами, а также выполнить загрузку новых установок, определяющих порядок функционирования сети iB‑регистраторов.

Благодаря Ethernet‑шлюзу появляется возможность доставки данных, звфиксированных логгерами‑абонентами 1‑Wire‑cети iB‑регистраторов практически на любые расстояния без использования промежуточных компьютеров. Тем не менее, нередки ситуации, когда кабельная инфраструктура Ethernet в предполагаемом месте расположения шлюза отсутствует. В этом случае оптимально применение беспроводных GSM/GPRS‑шлюзов. Система мониторинга, построенная на базе GSM/GPRS‑шлюза, обслуживающего сеть из нескольких iB‑регистраторов, может располагаться в любой точке покрытия сотовой связи. При этом шлюз либо обеспечивает передачу по каналам сотовой связи (в том числе на любой мобильный телефон) оперативных уведомлений об экстраординарных ситуациях, зафиксированных логгерами‑абонентами сети iB‑регистраторов, либо осуществляет трансляцию на территориально удалённую компьютерную станцию всех данных, накопленных в памяти любого из логгеров‑абонентов ведомой им сети iB‑регистраторов. Причём одна компьютерная станция, оснащённая GSM/GPRS‑модемом и специальным программным обеспечением, может выполнять обслуживание множества GSM/GPRS‑шлюзов, каждый из которых связан с сетью iB‑регистраторов, осуществляющих мониторинг параметров отдельного удалённого объекта, расположенного в любой географической точке, попадающей в зону покрытия одной из базовых станций сотовой связи.

Кроме того, используя канал GPRS подобный GSM/GPRS‑шлюз может выполнять автоматическую передачу результатов, накопленных в памяти каждого логгера‑абонента сети, либо в виде файлов данных, прикрепленных к email‑сообщениям, рассылаемым на заранее назначенные адреса электронной почты через определённый SMTP‑сервер, либо в виде файлов данных, сохраняемых на заранее назначенном FTP‑сервере

Однако часто находящиеся на значительном территориальном расстоянии друг от друга объекты мониторинга требуют лишь периодического считывания данных, накопленных каждым из логгеров‑абонентов сети iB‑регистраторов. Причём нередко такие объекты по регламенту эксплуатации должны эпизодически посещаться персоналом. В подобных случаях целесообразно обслуживать такую сеть iB‑регистраторов при помощи специализированных автономных приборов – аккумуляторов или накопителей данных, или по‑другому транспортёров данных. Благодаря объединению всех iB‑регистраторов, выполняющих мониторинг параметров отдельного объекта, в 1‑Wire‑сеть, результаты измерений, накопленные каждым из логгеров‑абонентов, считываются таким прибором единым информационным блоком. Для этого необходимо лишь коснуться приёмным зондом прибора‑транспортёра данных имитатора таблеточного ввода, расположенного на корпусе особого устройства ‑ системного ввода, к которому подключены все логгеры‑абоненты сети iB‑регистраторов. Однако в этом случае узнать о нарушении контрольных пределов, предварительно установленных пользователем для каждого измерительного канала любого логгера‑абонента, можно только в ходе сеанса снятия данных, т.е. находясь непосредственно около объекта, на котором развернута сеть iB‑регистраторов.

Преимуществом использования сетей iB‑регистраторов с любым способом обслуживания является возможность применения уже готовых и отработанных аппаратно‑программных решений и принципов организации традиционных 1‑Wire‑систем, а также низкая стоимость технологии прокладки кабельных трасс. К недостаткам подобной организации следует отнести всё‑таки надобность проведения монтажных работ и наличие затрат, связанных с прокладкой кабеля, а также в отдельных случаях необходимость реализации гальванической развязки измерительных трактов для некоторых типов самописцев iBDL, объединённых единой “землёй” сети, при решении некоторых специфических задач контроля электрических сигналов.

Наверх