BC/NW 2006, №1 (8): 10.4

РАЗРАБОТКА МОДЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО СЕТЯМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

А.Н. Закиров, А.В. Карпов

(КГУ, г. Казань)

Ядром разработанного модема является приёмопередатчик по сетям переменного тока КР1446ХК1. Скорости передачи этой микросхемы таковы, что разработанный на его основе модем хорошо бы подошёл для решения низкоскоростных задач (мониторинг, диагностика, удалённое снятие показаний и т.д.). На рис.1 приведена блок-схема разработанного модема.

Рис.1

Модем подключается к сети с напряжением 220В. ВЧ трансформатор, совместно с пассивными элементами в схеме, производит изоляцию аппаратуры модема от питающего напряжения, а также выделение полезного ВЧ сигнала от того же напряжения частотой 50 Гц.

Функцию контроллера канального уровня выполняет микроконтроллер AT90S2313 (фирма Atmel семейство AVR Classic). С другой стороны микроконтроллер обменивается данными с компьютером, с которым соединяется по последовательному интерфейсу RS232.

Обмен данными между компьютером и микроконтроллером организуется согласно разработанному для этого протоколу. По сути этот протокол представляет из себя набор 8-ми битных команд, включающих команды управления потоком данных, предназначенных для передачи в сеть и команды, необходимые для программирования режимов и удобного взаимодействия пользователя с модемом. Прикладная программа разрабатывалась в среде Delphi. Программа для микроконтроллера разрабатывалась в среде AVR Studio 4.07.

Для организациии взаимодействия модемов (2 макета) через сеть, был разработан протокол канального уровня. Этот протокол был разработан на основе спецификаций, удовлетворяющих известному стандарту HDLC[1]. Однако, разработанный протокол немного отличается от самого протокола HDLC. Причём эти отличия никак не затрагивают формат кадра, и связаны с недостатком ресурсов микроконтроллера.

В разработанном протоколе, для организации процедуры обнаружения и исправления ошибок, применён метод с остановкой и ожиданием. В протоколе применяются всего 3 кадра управления: установление связи, подтверждение связи, подтверждение I кадра, и информационный I-кадр. Ввиду ограниченности ОЗУ памяти микроконтроллера, информационное поле I-кадра может варьироваться до 52 байт. Для обнаружения ошибок был применён простейший алгоритм обнаружения ошибок - вычисление контрольной суммы по паритету.

Первые макетные испытания показали, что максимальная информационная скорость составляет около 400 бит/с. Причём длина информационного поля выбиралась равной 50 байтам, а длина связывающей линии равнялась 1 м. С увеличением расстояния реальная скорость падала, причём выбирались более короткие информационные кадры для передачи, чтобы обмен происходил быстрей. Так, при длине связывающей линии 24 м., реальная скорость составила около 80 бит/с. При длине линии 42 м. реальная скорость сильно упала и была равной около 1 бит/с. Испытания показали, что выбранный механизм обнаружения ошибок (контрольная сумма по паритету) является не достаточно надёжным, поэтому иногда при приёме ошибки не обнаруживались, что было видно на экране монитора компьютера.

Литература

1. Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. ч.1. М.:Наука.1992.-336с.