Каналы связи, организуемые на линиях городской телефонной сети. Воз­можны два способа организации каналов связи на линиях ГТС. Первый способ заключается в использовании в системе некоммутируемых телефонных пар в те­лефонных кабелях, то есть пар, на длительное время закрепленных за телемеха­нической системой. Второй способ основан на соединении коммутируемых линий, то есть соединения двух абонентов происходит как при обычном наборе те­лефонного номера.

Проанализируем оба способа:

1) использование некоммутируемых пар в телефонных кабелях. В этом слу­чае пары жил постоянно соединяют контролируемую тепловую насосную стан­цию с диспетчерским пунктом. В том случае, если КП и ДП могут быть подклю­чены друг к другу через одну или несколько АТС, то на этих АТС должны быть установлены постоянные перемычки, соединяющие соответствующие жилы меж­ду собой. Выделенные пары проводов в кабелях ГТС используют только в теле­механике тепловых сетей. Использование проводов кабелей ГТС является эффек­тивным способом организации канала связи для данной ТМС по следующим причинам: исключается необходимость в капитальных затратах на сооружение или организацию линий связи, а также снимается вопрос о поддержании линии связи в работоспособном состоянии;

2) использование коммутируемых пар. В этом случае дополнительные пары не требуются, и система телемеханики использует те телефонные пары, которые введены в ТНС для телефонной связи. В этом случае телемеханическая аппарату­ра насосной станции для передачи информации на ДП через ГТС организует со­единение двух пунктов: ДП и КП. Если соединение состоялось, то телемеханиче­ская информация передается. Достоинство: нет необходимости в дополнительно постоянно выделенных коммутируемых парах. Недостаток: передача информа­ции полностью зависит от быстроты соединения двух пунктов. В принципе, при­менение коммутируемых пар возможно.

Оптические линии связи. В этом случае передача информации осуществляет­ся световым лучом. Может использоваться передающая среда двух видов: атмо­сфера или оптоволоконный кабель. Для оптических линий, использующих атмо­сферу, характерны:

– высокая стоимость аппаратуры для организации канала;

– значительные эксплуатационные расходы;

– зависимость характеристик оптического канала от ряда случайных факто­ров.

Использование оптоволоконного кабеля сопряжено с большими затратами на его приобретение, трудностями с прокладкой в условиях крупного города, стои­мостью приемопередающей аппаратуры, высокой вероятностью повреждения ка­беля. Использование оптической линии связи в проектируемой ТМС не рацио­нально.

В данной ТМС применены радиолинии в диапазоне УКВ частот. Так как расстояние между КП и ДП небольшие, то предполагается применить радио­станцию, обеспечивающую дальность передачи сигналов до 15 километров. Это­му требованию удовлетворяет радиостанция “Лен”, изготавливаемая в Белорус­сии. Ее дальность передачи составляет 10 километров.

2.2.3. Модем

Модем предназначен для преобразования последовательного цифро­вого кода в частотно-манипулированный сигнал (и обратно), пригодный для передачи по фи­зическому каналу на значительное расстояние. Модем работает над преобразованием последовательного цифро­вого кода в частотно-манипулированный сигнал или частотно-манипулированного сигнала в последовательный цифровой код в зависимости от того, в какую сторону идут данные. Если данные приходят в модем из физической линии, то идет процесс преобразования частотно-манипулированного сигнала в последовательный цифровой код, т.е. демодуляция. Если модем сам передает данные в линию, то идет процесс преобразования последовательного цифро­вого кода в частотно-манипулированный сигнал, т.е. модуляция.

Модемы подразделяются по скорости модуляции-демодуляции. Современные модемы способны передавать и принимать данные со скоростью 56,6 Кб/сек [6].

В данном проекте такая высокая скорость не нужна, т.к. передается относительно малый объем информации, к тому же стоимость высокоскоростных модемов велика, поэтому используется модем со скоростью обмена данными 2400 байт/сек.

2.3. Структурные решения по программному обеспечению периферийного устройства

Периферийное устройство (контроллер) содержит в себе однокристальную ЭВМ, которая имеет свой внутренний язык ассемблер. На этом языке реализовано программное обеспечение для контроллера. Это программное обеспечение позволяет по сигналу из диспетчерского пункта считывать данные с тепловычислителя и направлять их на модем, который генерирует импульсы и посылает их на радиостанцию. В случае пожара, взлома или затопления пункта учета тепловой энергии, контроллер получает соответствующий сигнал и производит соединение с диспетчерским пунктом, и сообщает об аварии.

На диспетчерском пункте находится компьютер, через который производится слежение за параметрами на пунктах учета тепловой энергии. На компьютере есть программа написанная на языке высокого уровня, которая обеспечивает оператору интерактивный интерфейс с периферийным устройством и позволяет посылать контроллеру различные команды. Программа содержит в себе математический аппарат для расчета, учета, архивирования и хранения необходимых параметров.

3. Разработка периферийного устройства

3.1. Выбор элементной базы

В настоящее время стремительно развивается микроэлектроника и микропроцессорные системы. В этих областях, как ни в каких других, находят свое широкое применение высокие технологии, быстрее всего внедряются новые технические решения, новые технологии, растет мощность вычислительных элементов с одновременным уменьшением их размеров. Для данного проекта было выбрано одно из таких решений - микроконтроллер AT90S1200, фирмы Atmel. Ниже я постараюсь привести доказательства правильности своего выбора.

Логотип фирмы Atmel в настоящее время уже достаточно хорошо известен российским техническим специалистам в области микроэлектроники. Основанная в 1984 году, фирма Atmel Corp., США, определила сферы приложений для своей продукции как телекоммуникации и сети, вычислительную технику и компьютеры, встраиваемые системы контроля и управления, бытовую технику и автомобилестроение. Atmel сегодня - это прогрессивная компания, выпускающая сложные изделия современной микроэлектроники; это один из признанных мировых лидеров в производстве широкого спектра устройств энергонезависимой памяти высокого быстродействия и минимального удельного энергопотребления, микроконтроллеров общего назначения и микросхем программируемой логики от простейших устройств PAL и GAL до микросхем СБИС CPLD и FPGA. Достаточно сказать, что практически все базовые кристаллы промышленного стандарта MCS51 фирмы Intel успешно заменены прямыми аналогами семейства AT89 фирмы Atmel. Эти скоростные, полностью статические 8-разрядные КМОП микроконтроллеры с многократно модифицируемой Flash-памятью программ, низким энергопотреблением и широким диапазоном допустимых напряжений питания, аппаратно и программно совместимы с соответствующими микроконтроллерами Intel и пользуются заслуженной популярностью у разработчиков и производителей электронной аппаратуры.