Pobierz najnowszy numer

Newsletter

Zapisz się do naszego Newslettera, aby otrzymywać informacje o nowościach z branży!

Jesteś tutaj

Niestandardowe zastosowania nadajników

Printer Friendly and PDF

leadW ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój nadajników. Wraz z nowymi typami nadajników pojawiły się zupełnie nowe, niestandardowe możliwości ich zastosowania – daleko wykraczające poza typowe dla tych urządzeń zadanie informowania o zdarzeniach alarmowych.

Rozwój nadajników – krótki rys historyczny

Przez lata nadajniki – urządzenia umożliwiające przesyłanie danych o występowaniu zdarzeń alarmowych – widocznie ewoluowały. Zmieniły się zarówno media transmisyjne wykorzystywane w nadajnikach, jak i sama konstrukcja tych urządzeń, a w związku z tym znacznie rozszerzył się zakres typów zdarzeń wysyłanych przez nadajniki. Wszystkie te zmiany umożliwiły dostosowywanie nadajników do specyficznych potrzeb odbiorców i wykorzystywanie ich do zupełnie nowych zadań.

Media transmisyjne

Pierwszymi nadajnikami, jakie pojawiły się na rynku, były nadajniki radiowe oraz nadajniki przesyłające dane po naziemnej linii telefonicznej PSTN. Oba typy transmisji są nadal wykorzystywane. Ich wspólną zaletą jest niski koszt transmisji, a w przypadku linii telefonicznej od przyszłego roku koszt ten może być jeszcze niższy, jeśli operatorzy zdecydują się wprowadzić naliczanie sekundowe. Typowy dla systemów alarmowych sposób wykorzystywania tych mediów nie daje jednak możliwości efektywnego przesyłania dużej ilości informacji, a zapewnienie kontroli łącza jest skomplikowane i kosztowne.

Wraz z rozwojem telefonii komórkowej pojawiły się popularne obecnie nadajniki oparte na technologii GSM. Ewolucja mediów transmisyjnych stosowanych przez nadajniki GSM rozpoczęła się od medium najprostszego, tzn. CLIP (ang. Calling Line Identification Presentation). Stosujące ten kanał transmisji GSM nadajniki wykorzystywały do identyfikacji chronionego obiektu numer telefonu, z którym nawiązane zostało połączenie przychodzące. Wykorzystanie tego medium transmisyjnego ograniczało treść przesyłanej informacji do zerojedynkowego monitu informującego wyłącznie o wystąpieniu zdarzenia i ograniczało możliwość raportowania różnych zdarzeń do pojedynczych typów. Wadą jest również to, że odczytanie wiadomości wysłanej za pomocą CLIP zajmuje serwerom odbiorczym ­stosunkowo dużo ­czasu. Zasoby sprzętowe są zajmowane na kilka, a nawet kilkanaście sekund i w tym czasie inne urządzenia nie mogą kontaktować się z centrum monitoringu. Niewątpliwą zaletą tego kanału transmisji jest natomiast to, że jest bezpłatny (użytkownicy urządzeń ponoszą tylko koszty abonamentu). Niewykluczone jednak, że niedługo się to zmieni, jako że operatorzy GSM przymierzają się do wprowadzenia opłat za ten rodzaj transmisji.   

Kolejnym etapem było wykorzystanie wiadomości SMS, które pozwoliło zwiększyć ilość informacji możliwych do przekazania z nadajników do centrum monitoringu i przekazywać informacje o zdarzeniach różnych typów. Wysyłanie wiadomości SMS jest jednak usługą płatną, dlatego zwiększenie ilości wysyłanych informacji było związane ze wzrostem kosztów obsługi urządzenia, ponieważ do kosztów abonamentu doszły koszty transmisji.

Wraz z rozwojem technologii GPRS (ang. General ­Packet Radio Service), tzn. rozbudową infrastruktury, która umożliwiła transmisję pakietową na terenie niemal całego kraju, oraz zmniejszeniem kosztów transmisji GPRS ten rodzaj transmisji zaczął odgrywać coraz istotniejszą rolę w systemach alarmowych. GPRS pozwala przesłać znacznie większą ilość informacji niż wcześniej opisane media, a ponadto odebranie informacji przesłanych za jego pomocą zajmuje serwerom stacji odbiorczych zdecydowanie mniej czasu (czas ten liczony jest w milisekundach). Oznacza to, że przy takich samych zasobach sprzętowych stacje monitorujące mogą obsłużyć znacznie więcej nadajników GPRS niż nadajników stosujących CLIP. W konsekwencji zaletą transmisji pakietowej, w porównaniu do CLIP i SMS, jest możliwość zwiększenia liczby raportowanych zdarzeń oraz częstotliwości testów (w przypadku nadajników stosujących CLIP testy sprawdzające sprawność urządzenia wykonywane są zazwyczaj raz na dobę, w przypadku SMS – raz do dwóch razy na dobę, w przypadku nadajników GPRS – standardowo co pięć minut, a w niektórych przypadkach nawet częściej niż raz na minutę).

rys1

Rys. 1. Rozwój transmiterów (na podstawie danych firmy EBS)

Następny etap to pojawienie się nadajników wykorzystujących łącza Ethernet. O ile w danym obiekcie już istnieje infrastruktura Ethernet, działanie nadajników ethernetowych jest całkowicie darmowe (brak kosztów abonamentu oraz brak kosztów transmisji). Ponadto zastosowanie nadajników Ethernet umożliwia przesyłanie jeszcze większych ilości informacji niż przez GPRS, a także dalsze zwiększenie częstotliwości testów (wykonywane są co 5–10 sekund). Wadą jest jednak to, że dla ich funkcjonowania potrzebna jest rozbudowana infrastruktura (nadajniki GSM wymagają jedynie zasilania), a także to, że zapewnienie całkowitego bezpieczeństwa przesyłu informacji jest kosztowne i wymaga wiele pracy i wysiłków. Na drodze pomiędzy nadajnikiem a serwerem wszystkie urządzenia pośrednie muszą być wyposażone w zasilanie awaryjne, a dostęp do systemu musi być chroniony przed użytkownikami, których błędne działania mogłyby doprowadzić do zmian konfiguracji, które uniemożliwiłyby dalsze prawidłowe działanie sieci. Problem ten nie dotyczy użytkowników nadajników GPRS, ponieważ używane w systemie łączności bezprzewodowej GSM stacje przekaźnikowe BTS (ang. Base Transceiver Station), będące urządzeniami pośrednimi pomiędzy nadajnikami a serwerami odbiorczymi, służą do obsługi całej sieci GSM, a więc są bardzo dobrze chronione przez operatorów tych sieci.  

Wśród torów transmisji opartych na technologii GSM, po okresie dużej popularności transmisji GPRS, zainteresowanie wzbudzają nadajniki wykorzystujące łączność w kanale głosowym GSM. Urządzenia tego typu umożliwiają wykorzystanie łączności GSM bez konieczności instalowania serwerów odbiorczych w centrach monitoringu. Nadajniki wykorzystujące kanał głosowy GSM dodzwaniają się bezpośrednio do istniejącej już w stacjach monitoringu infrastruktury – odbiorników telefonicznych typu SurGard.

Konstrukcja nadajników

Rozwój nadajników na przestrzeni ostatnich lat doprowadził także do połączenia poszczególnych urządzeń w jeden moduł. Pierwsze nadajniki GSM wykorzystywały do transmisji danych standardowe telefony komórkowe. W miarę rozwoju modułów GSM w wersjach przemysłowych zaczęto je stosować w nadajnikach przeznaczonych do systemów monitoringu. W przypadku nadajników ethernetowych rozwój przebiegał podobnie – od stosowania gotowych modułów transmisji do integracji układów scalonych na płytce nadajnika i stosu TCP wewnątrz procesora nadajnika. Dzięki tym działaniom cena nadajników jest niższa, ich możliwości są większe, łatwiej dostosować je do specyficznych potrzeb odbiorców.

fot1

Fot. 1. Nadajnik PX200N

Typy zdarzeń

Początkowo nadajniki przesyłały wyłącznie informacje o stanach wejść dwustanowych (NO/NC) oraz testy okresowe. Do informacji alarmowych dołączane były również informacje o stanie zasilania sieciowego czy też stanie akumulatora podtrzymującego.

Zmniejszanie kosztów transmisji GPRS zachęciło do wysyłania coraz większej ilości informacji oraz zwiększania częstotliwości testów. Równocześnie zwiększająca się moc obliczeniowa procesorów stosowanych w nadajnikach umożliwiła zwiększenie bezpieczeństwa poprzez szyfrowanie danych wysyłanych do serwera. Zaczęto transmitować dane generowane przez dialery w centralach alarmowych (za pomocą kodów DTMF – w formatach ContactID, SIA) oraz dane z interfejsów cyfrowych RS232 czy RS485, podłączanych do urządzeń innych niż centrale alarmowe.

fot2

Fot. 2. Nadajnik LX10

Nowe zastosowania

Kluczowe elementy, które pozwoliły na wykorzystanie nadajników do nowych, niestandardowych zadań, to: zastosowanie modułów przemysłowych GSM, upowszechnienie się transmisji pakietowej GPRS, umożliwiającej przesyłanie dużej ilości informacji w krótkim czasie, zwiększenie mocy obliczeniowej procesorów, pozwalające szyfrować transmitowane dane, oraz zastosowanie interfejsów ­cyfrowych, dzięki którym nadajniki mogą komunikować się z ­elektroniką urządzeń zewnętrznych. Komunikacja z zewnętrznymi urządzeniami (innymi niż centrale alarmowe) pozwoliła monitorować obecność tych urządzeń, wszelkie próby ich sabotażu, a także ich stan (wskazania liczników, ilość towaru w zasobnikach i gotówki w maszynie, aktywność urządzenia). Umożliwiła też ich zdalną diagnostykę i konfigurację.

fot3

Fot. 3. Nadajnik LX20

Nadajniki są nadal wykorzystywane głównie do przesyłania danych o zdarzeniach alarmowych z monitorowanych budynków, ale dzięki nowym rozwiązaniom znalazły również inne zastosowania. Ciekawe i nietypowe wykorzystanie nadajników to miedzy innymi zastosowanie w monitoringu liczników energii elektrycznej, maszyn sprzedających, bramek antykradzieżowych i automatów do gier o niskich wygranych.

Monitorowanie liczników energii elektrycznej
Podłączenie nadajników do liczników energii elektrycznej umożliwia m.in. przesyłanie informacji o stanie liczników, zaniku zasilania, usterce licznika, przeciążeniu sieci lub próbie sabotażu. Funkcje te dają użytkownikom wiele korzyści. Pozwalają na znaczną redukcję kosztów odczytu, ponieważ inkasenci nie muszą już odwiedzać lokali i osobiście odczytywać stanów liczników. Właściciele lokali, w których znajdują się liczniki, nie muszą być obecni podczas odczytu, co zawsze stanowi problem. Wszystko dzieje się automatycznie, co ma dodatkową zaletę – redukuje liczbę błędnych odczytów, a odczyt można wykonać w dowolnym momencie. Możliwość dokonywania odczytów często i o dowolnej porze umożliwia tworzenie szczegółowych statystyk dobowego/miesięcznego zużycia energii, dzięki czemu można tworzyć dokładniejsze prognozy zużycia. Stała kontrola liczników energii, zapewniana przez nadajniki, umożliwia także dynamiczne reagowanie na wszelkie próby sabotażu czy kradzieży dzięki przesyłaniu informacji o tych zdarzeniach w czasie rzeczywistym do centrum monitoringu (tak jak informacji o pojawieniu się usterek). Ponadto dzięki zamontowaniu nadajników również w stacjach zbiorczych można porównywać ilość energii wydanej do odbiorców z ilością energii odebranej. Tak dokładne bilansowanie energii jest dodatkowym zabezpieczeniem przed kradzieżą. Nowe liczniki mają zabezpieczenia przed kradzieżą i pokazują nielegalny pobór prądu, jednak złodzieja, który podłączy się do linii przed licznikiem, na odcinku pomiędzy stacją zbiorczą a finalnym odbiorcą, trudno jest wykryć, jeśli nie bilansuje się energii na bieżąco.    
Monitorowanie automatów sprzedających
Zastosowanie nadajników w monitoringu automatów sprzedających umożliwia m.in. zdalne sprawdzanie liczby produktów w zasobnikach i ilości gotówki w automacie, pomiar poziomu wody i temperatury (istotny dla automatów sprzedających np. gorące napoje lub lody), a także raportowanie o usterkach automatów. Dzięki tym funkcjom można prowadzić szczegółowe statystyki aktywności urządzenia, co ułatwia analizę rentowności automatu z określonym asortymentem w danej lokalizacji. Możliwość sprawdzenia ilości towaru w podajnikach w dowolnej chwili znacznie ułatwia i przyspiesza remanenty. Również ustalanie ­aktualnej ­lokalizacji maszyn dzięki przybliżonym danym z BTS (lub bardziej dokładnej informacji z GPS, który można zastosować dodatkowo) może okazać się przydatne. Dzięki stałemu połączeniu z serwerem poprzez GPRS możliwe jest także przesyłanie w czasie rzeczywistym (a precyzyjniej mówiąc: z bardzo niewielkim opóźnieniem) informacji o kradzieżach towaru i próbach uszkodzenia automatu, co pozwala dynamicznie reagować na tego typu zdarzenia. Połączenie GPRS umożliwia również zdalną diagnostykę płyty głównej automatu, przyspieszając pracę serwisu. Część problemów z urządzeniem można rozwiązać zdalnie, dzięki czemu wyjazd technika nie jest konieczny, a koszt pracy serwisu jest redukowany. Połączenie GPRS umożliwia również zdalną zmianę cen towarów sprzedawanych w tego rodzaju automatach.
Monitorowanie bramek antykradzieżowych

Nadajniki znajdują zastosowanie również w przypadku bramek antykradzieżowych. Umożliwiają m.in. monitorowanie alarmów, zdalną diagnostykę i konfigurację, a także sterowanie zasilaniem. Dzięki temu można prowadzić statystyki prób kradzieży, a analiza liczby alarmów umożliwia wykrywanie potencjalnie wadliwie działających bramek. Zdalny odczyt statusu kontrolera bramek pozwala na wstępną analizę usterki. Dzięki takiej informacji serwisant może odpowiednio przygotować się przed wyjazdem na kontrolę monitorowanego obiektu. Działanie bramek antykradzieżowych jest silnie uzależnione od czynników zewnętrznych, takich jak zakłócenia wywołane przez bramki znajdujące się w sąsiednich sklepach, zasilacze impulsowe lub pochodzące z sieci energetycznej. Zmiana któregokolwiek z powyższych czynników wymusza ponowną kalibrację i rekonfigurację systemu. Połączenie GPRS umożliwia wykonanie tych czynności zdalnie, eliminując konieczność wyjazdu serwisanta.

Monitorowanie automatów do gier o niskich wygranych

W przypadku automatów do gier o niskich wygranych nadajniki umożliwiają monitorowanie m.in. otwarcia drzwi, obecności i jakości zasilania sieciowego i awaryjnego, stanu liczników, ilości gotówki w maszynie czy wystąpienia usterki. W przypadku automatów do gier informacja o nieautoryzowanych otwarciach drzwiczek jest szczególnie istotna z uwagi na to, że wskazuje na prawdopodobną kradzież gotówki. Ważny jest także stały nadzór nad ilością gotówki w automacie, możliwy dzięki przesyłaniu informacji o kwotach wpłacanych i wypłacanych z automatu. Dane przesyłane przez nadajniki umożliwiają również prowadzenie statystyk dotyczących aktywności automatów, pozwalających szacować rentowność automatu w danej lokalizacji i ewentualnie ułatwiających podjęcie decyzji o przeniesieniu maszyny do innego lokalu. Wykorzystanie techniki lokalizacji nadajników według BTS lub wskazań GPS umożliwia automatyczne lokalizowanie automatów, co znacznie ułatwia inwentaryzację i zarządzanie logistyką urządzeń. Podobnie jak w przypadku wyżej opisanych zastosowań, zdalny nadzór nad pracą automatu oraz raportowanie o usterkach pozwala zoptymalizować czas pracy serwisu i zredukować jego koszty.

Nadajniki mają zatem znacznie szersze zastosowanie niż się powszechnie sądzi. Oprócz podanych wyżej przykładów można wyobrazić sobie szereg innych, takich jak monitoring wszelkiego rodzaju innych liczników, kas fiskalnych, sejfów, wrzutni nocnych czy systemów klimatyzacyjnych i chłodniczych, których prawidłowe funkcjonowanie często gwarantuje prawidłową pracę maszyn lub właściwe przechowywanie produktów spożywczych.  

Co przyniesie przyszłość?

Ewolucja nadajników z pewnością nie zakończyła się i w przyszłości możemy spodziewać się nowych funkcji, które być może pozwolą na jeszcze inne zastosowania tych urządzeń. Jak więc będą wyglądały nadajniki przeznaczone do systemów alarmowych w przyszłości? Jakie dodatkowe możliwości będą posiadały?

Rozwój technologii wymusza rozwój nadajników, szczególnie w obszarze łączności bezprzewodowej. Konieczność redukcji kosztów transmisji często zmusza do zbierania informacji z kilku nadajników i przesyłania ich transmisją zbiorczą za pomocą jednego modułu GSM. Łączność pomiędzy nadajnikami może być nawiązywana przewodowo (np. poprzez interfejs RS232, RS485) bądź bezprzewodowo (np. za pomocą Bluetooth, ZigBee, WLAN, w paśmie ISM).

Rozbudowa infrastruktury sieci komputerowych, zarówno w wersji kablowej, jak i bezprzewodowej, również umożliwia dalszą ewolucję nadajników. Koszty są nieporównywalnie niższe niż koszty transmisji poprzez GSM, a nadajniki pracujące w sieciach komputerowych umożliwiają przesyłanie dużo większej ilości informacji, np. odbieranych z zewnętrznych urządzeń, przy znacznie mniejszych opóźnieniach transmisji. W niektórych przypadkach występujące w technologii GSM/GPRS opóźnienia transmisji stanowią bowiem problem podczas łączenia się z zewnętrznymi urządzeniami firm trzecich (które pierwotnie były przystosowane do komunikacji z komputerem przenośnym, przyłączonym za pomocą kabla, podczas której opóźnienia są minimalne).

Wszechobecna potrzeba redukcji kosztów zakupu i utrzymania systemu skłania do integrowania pojedynczych, relatywnie prostych i pozornie tanich urządzeń w jedno rozbudowane, droższe urządzenie, które daje znacznie więcej możliwości. Jest to trend obserwowany od kilku lat, za którym podążają producenci urządzeń transmisyjnych. Integrowanie różnych urządzeń i dostarczanie jednego, wspólnego dla nich oprogramowania, umożliwiającego jednolitą analizę, jest reakcją na to, że otacza nas coraz więcej elektroniki.   

Można spodziewać się, że dalszy rozwój nadajników umożliwi przesyłanie jeszcze większej ilości informacji jeszcze niższym kosztem, a także komunikację z wieloma urządzeniami zewnętrznymi, co pozwoli na coraz szersze wykorzystanie tych urządzeń.

Piotr Blaszczyk
EBS

Zabezpieczenia 2/2010

Wszelkie prawa zastrzeżone. Kopiowanie tekstów bez zgody redakcji zabronione / Zasady użytkowania strony