WNI do Brasil Rádio Digital RD915

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WNI do Brasil – Rádio Digital RD915

1 Manual RD915 – rev01

Website: www.wni.com.br

Endereço: Av. Desembargador Hugo Simas, 1184

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Descrição do Produto

O Rádio Digital Spread Spectrum RD915 é uma solução de excelente relação custo/desempenho para redes wireless de alta confiabilidade. O RD915 pode operar no modo Single Channel ou em Frequency Hopping Spread Spectrum em sistemas Ponto a Ponto ou Ponto-Multiponto. O equipamento é compacto e leve. Suas aplicações são diversas, e incluem leituras de dados (medidores de energia, água, gás, etc.), controle remoto (ligar/desligar chaves), sistemas SCADA e outros. Todas as configurações e alinhamento são feitos via software, remotamente ou via interface serial. A instalação do

RD915 é simples e rápida.

Geral

Freqüência Operação Half Duplex (TDD) na banda de 902‐928Mhz Modo de Operação Single Channel ou Frequency Hopping (50 canais) Protocolo Ponto a Ponto ou Ponto‐Multiponto com repetição Correção de Erros Forward Error Correction (FEC) com Interleave selecionável Configuração do Sistema Todas as configurações são feitas via software Seleção do canal de RF Selecionável via software no modo Single Channel Conector de Antena SMA (fêmea) para cabo de 50 ohms

Interface Digital

_______

_____________________

Velocidade 1200bps a 115200 bps, selecionável Padrão Elétrico Selecionável RS232‐C ou 3,3v TTL Conector Standard RS232 DB9‐Fêmea

Interface Ethernet

Opcional

_______

_____________________

Padrão 10/100 Mbits Endereçamento IP Fixo ou DHCP Conector Standard RJ45 para Cabo Ethernet

Transmissor

____________

Freqüência 902 a 907,5 MHz e 915 a 928 MHz Taxa de Dados RF 120kbps Largura de Banda 230 kHz Espaçamento entre canais 250 kHz Potência de Saída Standard: 1W/+30 dBm (Selecionável via software para +20dBm ou +10 dBm) Tolerância de Freqüência Standard: ±5.0 ppm Modulação GFSK

Receptor

Tipo Demodulador Digital Sensibilidade, BER=1x10‐6 _‐98 dBm Nível de Entrada Máximo ‐20 dBm para operação normal. 0 dBm máximo.

Antena

(Opcional)

Opcional Qualquer antena aprovada para a faixa de 902‐928MHz.

RD915

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Diagnósticos

___________

LEDs Indicadores l 1. Dados em Transmissão (pisca quando transmite) 2. Dados em Recepção (pisca quando recepção) 3. Indicador de Pacotes de Sincronismo TX/RX ‐ Status do Sincronismo (pisca quando recebe um sinal de sincronismo proveniente de um outro rádio) 4. Power (vermelho) (Ligado constante)

Aimentação

_______

Tensão de Entrada +6.0 to +30 VDC Consumo de Potência 6 watts em modo de transmissão +30 dBm

Ambiente

Temperatura de Operação ‐30° C to +60° C Temperatura de Armazenamento ‐50° C to +80° C Altitude 4,500 m (15,000 ft) Umidade 95% não‐condensado

Mecânica

Dimensões (Alt x Lar x Pro) 35 x 120 x 140 mm Peso 0.5 kg

Nota:

A instalação do RD915necessita de um profissional

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Conteúdo

R

ÁDIO

D

IGITAL

S

PREAD

S

PECTRUM

... 2

F

UNCIONAMENTO DA

C

OMUNICAÇÃO

RF ... 5

I

NTRODUÇÃO

... 5

R

OTA DE

C

OMUNICAÇÃO

... 5

I

NTENSIDADE DO

S

INAL OU

RSSI ... 6

V

ISADA

D

IRETA

... 6

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DENTIFICADOR

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NICO

(UID) ... 6

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ARÂMETROS DE

C

OMUNICAÇÃO

... 7

UID... ... 7

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... ... 7

ID... ... 7

GW

(G

ATEWAY

). ... 7

T

ABELA DE

R

EPETIÇÃO

. ... 8

C

ONSTRUÇÃO DA

R

EDE

... 9

E

XEMPLOS

... 9

LED´s Indicadores de Comunicação ... 12

I

NSTALAÇÃO

... 12

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Funcionamento da Comunicação RF

Introdução

A comunicação por rádio freqüência se baseia em 4 princípios básicos: Rota de comunicação, Intensidade do Sinal, Visada direta e Identificador Único (UID).

Rota de Comunicação

Para atingir distâncias maiores do que a capacidade de transmissão individual de cada rádio existe a possibilidade de definir repetidores que irão fazer a retransmissão dos sinais que chegaram a ele. Desta forma, rádios situados a uma grande distância do rádio mestre poderão comunicar com este, utilizando os repetidores como ampliadores do sinal de radiofreqüência. A rota da comunicação é o caminho que o comando enviado pelo ID 0 irá percorrer para atingir o rádio desejado. Deve estar corretamente configurada para permitir a comunicação.

Para que o RD915 trabalhe no modo ponto-multiponto com repetição, é necessário que se desligue o spread spectrum e que o protocolo de comunicação selecionado seja o MODBUS.

Figura 1 - Comunicação não acontece, pois o rádio com ID 0 está distante do ID 1. Comando

Distância maior que a propagação do sinal

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Figura 2 - Comunicação do ID 0 (mestre) com ID 1(escravo), utilizando ID 2 como repetidor.

A Figura 2 mostra um exemplo de rota de comunicação. O ID 1 não pode comunicar diretamente com o MESTRE, por isto utiliza o ID 2 como um repetidor de sinal para completar a comunicação.

Intensidade do Sinal ou RSSI

O parâmetro RSSI informa a intensidade do sinal recebido por um rádio escravo.

Lido a partir do mestre (ID 0), em modo MODBUS, este retorna um valor numérico que deve ser superior a 30. Se o RSSI for inferior, devem ser programados repetidores mais próximos do mestre para garantir uma qualidade de sinal confiável.

Visada Direta

A existência de obstáculos, como prédios e morros, pode comprometer a comunicação, desta forma, não havendo visada direta, pode ser necessário configurar um repetidor.

Devido a isto torna-se necessário o conhecimento da planta do local (projeto executivo) para escolha dos melhores elementos a serem configurados como repetidores.

Além da visada direta, outro importante fator limitante na comunicação é a distância entre o mestre e o seu repetidor.

Identificador Único (UID)

Número de série do rádio (Similar a um MAC Address em RF) que identifica individualmente cada rádio. Importante manter este número no banco de dados ou no projeto do circuito de comunicação, pois é a partir dele que os demais parâmetros do rádio serão programados remotamente, ou seja, sem o conhecimento deste número é impossível programar um rádio remotamente via comandos de RF. Porém sempre é possível programar qualquer parâmetro do rádio localmente, via o programa confirgurador RD915

Comando Repetição

Resposta Repetição

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Parâmetros de Comunicação

Existem 5 parâmetros para a identificação de cada rádio.

UID: Identificador Único

Número com mesmo formato IP: 000.000.000.000. Verificar item 0.

Rede: Número da Rede (Circuito) do qual os rádios fazem parte

Circuito da rede. Ex: Rede 64.

Somente rádios da mesma rede poderão se comunicar entre si.

ID: Número (Identificação) do rádio

Corresponde ao número da etiqueta externa.

NOTA

O rádio mestre possuirá número do ID com valor 0.

Os escravos terão números de 1 a 65535

GW (Gateway): Número do ID do qual o rádio recebe comandos diretos.

Este valor é o número do último ID que retransmite para este rádio. Caso o rádio esteja comunicando diretamente com o mestre seu GW é igual a zero.

Figura 3 – Gateway Na Figura 3 temos um exemplo de configuração do GW;

• O rádio do ID 0 é o mestre, pertencente a rede 64.

• O rádio do ID 1 tem GW igual a zero, pois comunica diretamente com o mestre;

• O rádio do ID 6 tem GW igual a 1, pois para comunicação com o MESTRE necessita de repetição do ID 1;

• O rádio do ID 10 necessita de duas repetições, mas o GW é o número do último ID que repete para ele, portanto seu GW é igual a 6;

• O rádio do ID 3 necessita de três repetições, mas o GW é o número do último ID que repete para ele, portanto seu GW é igual a 10.

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Tabela de Repetição: Para quais ID´s, o rádio retransmite mensagens

originadas no MESTRE.

Qualquer rádio pode repetir para qualquer outro rádio, menos para o MESTRE (ID = 0) e para ele mesmo.

Como a repetição funciona de forma cascateada, os rádios deverão possuir em sua tabela todos os rádios que o utilizam como rota, mesmo que não seja o Gateway daquele ID. Verificar o exemplo no item 0.

NOTA

A tabela de repetição do MESTRE é sempre vazia.

NOTA

A tabela de repetição contém apenas o caminho de ida do

comando. O caminho percorrido pela resposta é traçado

automaticamente.

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Construção da Rede

A comunicação com os rádios é estabelecida de forma radial. Ou seja, a partir dos ID’s mais próximos do MESTRE, que não irão precisar de repetidores para comunicar com o MESTRE. Uma vez configurados estes, se escolhe quais serão utilizados como repetidores, geralmente o último (mais distante) rádio que apresentou intensidade do sinal acima dos limites estabelecidos. Como este rádio será o caminho para toda comunicação com os ID’s à frente dele, sua tabela de repetição conterá todos os ID’s presentes neste ramo do circuito, mesmo que o ID não receba diretamente dele (outros repetidores necessários para atingir o fim do circuito).

Exemplos

De posse do projeto da instalação (contendo a relação UID e ID) pode-se testar a comunicação com os ID’s próximos ao MESTRE. Conforme os rádios respondem com intensidade de sinal (RSSI)acima de 50 e estão a menos de 100 metros de distância mantêm-se estes programados com Gateway igual a zero (recebem comandos do MESTRE).

Exemplo 1

Figura 4 – ID’s próximos e com visada podem comunicar diretamente com o MESTRE. O exemplo da figura 4 gera a seguinte formação:

MESTRE ID GW TABELA DE REPETIÇÃO

64 0 0 64 43 0 64 42 0 64 41 0 64 40 0 64 39 0

Conforme afastamos do MESTRE verificamos que o RSSI vai diminuindo, quando este estiver abaixo de 30 ou não houver visada direta, será necessário configurar uma repetição.

Programamos o rádio escolhido como repetidor para o ID que desejamos comunicar. Alteramos o Gateway (GW) do ID escolhido para o seu novo repetidor

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Verifica-se o novo RSSI, agora recebendo comandos do repetidor.

Exemplo 2

Figura 5 – ID 39 passa a funcionar como repetidor para os rádios mais distantes do MESTRE. A configuração do circuito cresce, apresentando agora os novos ID, e a tabela de repetição do ID 39 passa a conter aqueles para os quais ele retransmite.

64 0 0 64 43 0 64 42 0 64 41 0 64 40 0 64 39 0 38-22-21-20 64 38 39 64 22 39 64 21 39 64 20 39

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Exemplo 3

Figura 6 – Configuração das repetições no circuito. Conforme cresce a rede, as tabelas de repetição também aumentam.

64 0 0 64 43 0 64 42 0 64 41 0 64 40 0 64 39 0 38-24-23-22-21-20-19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1 64 38 39 64 22 39 23-24 64 23 22 64 24 22 64 21 39 19-18-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1 64 20 39 64 19 21 64 18 21 17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-1 64 17 18 64 16 18 64 15 18 64 14 18 64 13 18 64 12 18 11-10-9 64 11 12 64 10 12 64 9 12 64 8 18 7-6-5-4-3-2-1 64 7 8 64 6 8 64 5 8 64 4 8 64 3 8 2-1 64 2 3

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64 1 3

Note que:

• Como o ID 39 é o repetidor para todo este ramo do circuito, sua tabela de repetição contém todos os ID’s até o final da rua;

• Mesmo o ID 12 estando mais longe do ID 18 que os ID’s 9, 10 e 11, este apresentou nível de sinal melhor que os outros rádios, por isto foi escolhido como o repetidor para a rua transversal;

• Os ID’s 7 e 8 estão no mesmo poste, entretanto o ID 8 recebe do ID 18, enquanto o 7 recebe a partir do 8, isto devido ao fato do RSSI do rádio 7 estar inferior ao limite de 50, enquanto do RSSI do rádio 8 estava acima do limite.

LED´s Indicadores de Comunicação

A placa de rádio possui 2 LED´s para indicar a comunicação. Conforme o rádio recebe ou transmite dados, os LED´s piscarão para indicar esta situação.

• LED Verde – Recepção (RX). • LED Vermelho – Transmissão (TX).

Instalação

O RD915 foi desenvolvido para operação em ambiente industrial e abrigado de intempéries, porém sem necessidade de climatização.

A condição acima demonstra o ambiente ideal para instalação e operação do rádio RD915. Subestação de alta tensão / Subestação de bombeamento de água

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Configuração

1 – Conecte o rádio a um computador via porta ethernet utilizando um patch Cord cross over.

2 – Configure o endereço IP do computador para 192.168.1.205

3 – Inicie o software r915.exe

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5 – Na guia Rede, clique em leitura local para confirmar se o equipamento está conectado.

Nesta guia devem ser configurados os parâmetros de rede conforme exemplos de construção da rede na página 9.

Guia Comandos

Esta guia é utilizada apenas para verificar as condições do enlace e do espectro de rádio Freqüência.

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Guia Controle

Nesta guia pode-se desativar o espalhamento espectral e definir um canal fixo de operação.

Guia Loader

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Guia Espectro

A única função desta tela é a ativação de analisador de espectro gráfico para verificação da ocupação do espectro.

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