Опубликована статья в журнале «Беспроводные технологии», №3, 2012, где представлены некоторые типовые решения с применением беспроводных GSM-терминалов и промышленных 3G-маршрутизаторов для приёма/передачи данных.
М2М-системы удалённого мониторинга и управления для телеметрии находят применение везде, где из рабочего процесса частично или полностью исключается человеческий фактор. В частности, они становятся все более популярными в таких сферах, как:
- энергоучёт;
- АСУ ТП;
- SCADA;
- разработка нефтяных, угольных и газовых месторождений;
- экология;
- охрана водных ресурсов;
- отопительные системы;
- топливная промышленность;
- телекоммуникации;
- почтовые службы;
- банковские операции;
- вендинг;
- POS-оплата;
- транспорт;
- охрана правопорядка.
М2М-передача данных в АСУ ТП
Рассмотрим М2М-решение для промышленных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) с передачей данных по GSM/GPRS-каналу. Промышленные маршрутизаторы Позитрон серии XR позволяют передавать данные последовательного порта RS-232 через беспроводное TCP/IP-соединение на сервер (например, сервер Центра обработки данных, ЦОД).
Отличительными особенностями данных маршрутизаторов являются:
- Беспроводная передача данных последовательного порта в нескольких направлениях: на сервер ЦОД или офис Управляющей компании, удаленно управляемым объектам и др.
- Возможность «удлинения» COM-порта (режим прозрачной передачи данных последовательного порта) и интеграции в системы телеметрии (М2М).
- Защита передаваемых данных — создание безопасных виртуальных частных сетей (Virtual Private Network, VPN) на базе IPSec (IP Security) с шифрованием DES, 3DES, AES, MD5 и SHA-1. Поддержка PPTP, L2TP, GRE-туннелей и OpenVPN (Позитрон XR3G422).
Пример распределенной системы мониторинга (передачи) информации с применением Позитрон XR приведен на Схеме.
На удалённом объекте к управляющему контроллеру сбора информации от датчиков через последовательный интерфейс RS-232 подключается Позитрон XR 1. Далее маршрутизатор устанавливает беспроводное TCP/IP-соединение с сервером ЦОД и передаёт на него через мобильный Интернет данные (технологические параметры, показания датчиков и т. п.) в виде пакетов. В ЦОД данные анализируются и представляются в графическом виде. Позитрон XR 1 устанавливает другое TCP/IP-соединение (М2М на Схеме) с расположенным в Управляющем центре маршрутизатором Позитрон XR 2 для передачи ему пакетов данных (по протоколу TCP/UDP).
Позитрон XR 2, получив пакет, осуществляет буферизацию данных, разбор пакета и выдачу данных по последовательному интерфейсу RS-232 на порт контроллера. Контроллер, в свою очередь, соответствующим образом управляет механическими или иными устройствами (затворами, насосами и др.). По третьему беспроводному защищенному соединению (туннель VPN IPSec) показания датчиков или другие технологические параметры транслируются в офис управляющей компании.
VPN работает следующим образом:
- Узлы идентифицируют друг друга перед созданием туннеля.
- Оба узла требуют заранее настроенной политики, указывающей, какие протоколы могут использоваться для шифрования и обеспечения целостности данных.
- Узлы сверяют политики, чтобы договориться об используемых алгоритмах. Если это не получается, туннель не устанавливается.
- Как только достигнуто соглашение по алгоритмам, создается ключ, который будет использован в симметричном алгоритме для шифрования данных.