Задача: Как создать соединение точка-точка?

В компании по измерению в поле, была следующая структура сети точка- точка.

Расстояние между двумя точками составляло 400 м. Поэтому самым простым решением было использовать мост Wi-Fi pont to point. ПК с IP 192.168.0.10 выступает в качестве сервера и запускает программное обеспечение, которое управляет другим ПК.

В этой сетевой структуре все ПК имели одинаковую подсеть, и было легко устанавливать соединения TCP/UDP(широковещательная, одноадресная).

Отныне расстояние между двумя точками составляет 20 км, поэтому решение Wi-Fi больше не работает. В этом случае мы имеем следующую структуру сети:

Вопрос. Как установить соединение точка-точка через Интернет, чтобы получить ту же структуру, что и на первом изображении? Например, где все еще можно транслировать и одноадресно через UDP и т. Д.

Известен только IP-адрес VPN-сервера, поэтому с ПК с IP-адресом 13x.xxx.xxx.xxx можно подключиться к VPN-серверу, поэтому этот ПК будет находиться в одной подсети (192.168.1.0/24). Например, будет eth0 с IP 13x.xxx.xxx.xxx и tun0 с 192.168.1.22, в этом случае как запустить VPNServer на этом ПК, чтобы ПК с IP 192.168.1.21 можно было установить соединение VPN Bridge?

как подключить датчик температуры к ПК!!!!!!!

Стандарт позволяет соединить множество точек, обеспечивается организация сети, объединяющей вместе до тридцати двух точек и передачу информации на максимальное расстояние тысяча двести метров. Для увеличения расстояния передачи устанавливают повторители. Каждый повторитель увеличивает дальность передачи на тысячу двести метров.

Установка повторителя также дает возможность добавить тридцать две точки связи. В соответствии с правилами стандарта на одной линии может присутствовать несколько приемников и несколько передатчиков. Тип связи между точками сети относится к полудуплексной. Устройства, объединенные линией связи, поочередно принимают или передают информацию.

Одновременный прием и передача информации одним устройством невозможна. Сеть, выполненная в соответствии со всеми требованиями стандарта, построена на основе линий связи, представляющих собой витую пару и сигнальную землю. Витой парой называют два скрученных провода с одинаковыми характеристиками и одинаковой протяженности.

Промышленный кабель Belden 3106A для сетей RS485

Рекомендовано использовать промышленный кабель Belden3106A для прокладки сетей RS485. Данный кабель имеет волновое сопротивление 120 Ом и двойной экран витой пары. Кабель Belden3106A содержит 4 провода. Оранжевый и белый провод представляют собой симметричную экранированную витую пару. Синий провод кабеля используется для соединения нулевого потенциала источников питания приборов в сети и называется "общий"(Common). Провод без изоляции используется для заземления оплетки кабеля и называется "дренажный" (Drain). В сегменте сети дренажный провод заземляется через сопротивление на шасси прибора, с одного из концов сегмента, чтобы не допустить протекания блуждающих токов через оплетку кабеля, при разном потенциале земли в удалённых точках.

Принцип передачи информации состоит в том, что сигнал на одном проводе витой пары является зеркальным отражением сигнала на втором проводе. Это называется дифференциальной или балансной передачей данных. Если на одном проводе витой пары напряжение имеет высокий уровень, то на другом проводе напряжение будет иметь низкий уровень. Такая передача электрического сигнала по витой паре обеспечивается электрической схемой интерфейса. При таком принципе передачи напряжение между проводами витой пары присутствует всегда рис. 1.

Рис. 1. Балансный сигнал на проводах витой пары А и В

Для правильной работы устройств, объединенных промышленной сетью RS-485 линия связи обязательно должна содержать провод сигнальной земли. Этот провод не используется электроникой интерфейса при определении логического уровня, принимаемого из линии.

Двоичные данные передаются с помощью полярности напряжения между проводами витой пары. Этот метод передачи выбран для обеспечения высокой помехозащищенности. Воздействующая электромагнитная волна, пересекая линию связи промышленной сети, создает в обоих проводах напряжение помехи. Если два провода пролегают близко друг к другу и перевиты, то наводка на оба провода одинакова. Чем плотнее прилегают провода и выше равенство их характеристик, тем сильнее равенство напряжений помехи, электроника интерфейса лучше воспринимает дифференциальный сигнал и помехозащищенность возрастает.

Важным свойством интерфейса, повышающим помехозащищенность, является равенство нагрузок на провода витой пары. При передаче сигнала без использования дифференциального метода и витой пары по одному сигнальному проводу и общему проводу наводка на сигнальный провод может исказить сигнал относительно хорошо поглощающего наводки общего провода. В этом случае дополнительным источником искажений может быть длинный общий провод. Для нормальной передачи информации потребуется выравнивание потенциалов корпусов соединенных приборов. Длинный общий провод может иметь достаточное сопротивление для внесения искажений в сигнал. При балансной передаче искажений, вызванных сопротивлением сигнальной земли, не происходит.

Рис.2 Несогласованная сеть RS-485 (без терминатора) и ее итоговая форма сигнала (слева) по сравнению с сигналом, полученным на правильно согласованной сети (справа)

Тема: Электрическая схема интерфейса (Законспектировать, схему начертить!!)

При разработке модуля, имеющего интерфейс, применяются специализированные микросхемы. Производители микросхем гарантируют электрическое согласование линии связи промышленной сети и схемы обработки данных. Специализированные микросхемы выполняют только электрическое согласование. Они не производят обработку информации, протокол обмена данными для них не важен. Задача специализированной микросхемы интерфейса преобразовать балансный сигнал в небалансный.

Пример рассмотренный далее это преобразование балансного сигнала в небалансный сигнал, соответствующий требованиями последовательного асинхронного интерфейса USART. Для предотвращения проникновения помех, наведенных внешними источниками на линию связи в устройство, оснащенное интерфейсом RS-485, применяется электрическая изоляция лини связи от всех других цепей.

Электрические цепи, изолированные от корпуса прибора и от цепей питания, других цепей чаще называют гальванически развязанными. Основу схемы интерфейса с гальванической развязкой составляет микросхема, изображенная на рис. 4. Микросхема содержит элементы, исключающие электрический контакт между линией связи и схемой обработки информации и в тоже время позволяющие обеспечить надежный обмен данными. Для решения этой задачи применяются трансформаторы и оптроны. Микросхема, обеспечивающая гальваническую развязку, изготавливается по гибридной технологии и включает компоненты обоих типов. Одна из таких микросхем – MAX1480.

Рис. 3. Специализированная микросхема интерфейса RS-485

Внутри микросхема содержит две изолированные части. Одна часть подключена к линии связи. Другая к выводам микроконтроллера и питанию электронного модуля. Для питания цепей, работающих с линией связи, MAX1480 содержит импульсный преобразователь напряжения, использующий питание схемы электронного модуля. Провода линии: прямой балансный вход-выход А и инверсный балансный вход-выход В соединены с соответствующими выводами микросхемы DD1. Сигнальная земля линии связи соединена через резистор R1 с общим проводом питания цепей, работающих с линией связи. Резистор R1 необходим для защиты микросхемы DD1 от повреждения.

Рис. 4. Электрическая схема интерфейса RS-485

Гальваническую развязку передаваемого сигнала осуществляет оптрон, содержащийся в микросхеме DD1. Режим работы фотоприемника оптрона формирующего сигнал, передаваемый в линию, установлен сопротивлением резистора R4. Стабилитрон VD2 устанавливает оптимальный режим оптрона, разрешающего работу оптрона передатчика. Через резистор R5 поступает сигнал управления светодиодом оптрона цифрового входа приемника сигнала, поступающего из линии связи.

С вывода 13 микросхемы DD1 выход приемника сигнала RO (receiver output) поступает сигнал, принятый от линии связи в инвертированном виде. Выходной транзистор оптрона приемника микросхемы DD1 соединяет резистор R6 и затвор транзистора VT1 c общим проводом питания схемы

Для преобразования инвертированного сигнала в обычный вид в схему включен транзистор VT1 и резистор R7. Вход передатчика DI (driver input) микросхемы DD1 через резистор R9 соединен с выходом TXD микроконтроллера DD2. Резистор R9 устанавливает режим светодиода оптрона передатчика.

Резистор R8, соединенный с сходом DE (driver enable) микросхемы DD1 устанавливает режим светодиода оптрона разрешающего работу передатчика. Во время приема необходимо отключать передатчик, а во время передачи сигнала отключать приемник.

При низком логическом уровне на входе DE происходит прием, при высоком логическом уровне микросхема DD1 переходит в режим передачи. Схема питается от преобразователя напряжения DA1, гальванически развязывающий питание 24 вольта от питания микросхемы интерфейса и микроконтроллера.

Таблица 1. Перечень элементов интерфейса RS-485

Благодаря применению компонентов питания и интерфейса, содержащих гальваническую развязку, схема полностью изолирована от внешних цепей. При напряжении на линии связи в диапазоне +/-200 милливольт, выходное состояние не определено. Если ни одно из устройств сети не ведет линию или соединение разорвано, то логическая единица или логический ноль на выходе равновероятны. Для обеспечения определенного состояния на выходе приемника RO требуется установка резисторов защитного смещения.

Применение в схеме стабилитрона позволило исключить настройку, использовать сто процентов микросхем MAX1480 и обеспечить передачу информации в полном объеме. Для внесения ясности в нагрузочную способность интерфейса в помощь конструктору промышленной сети принята гипотетическая единица, называемая "единичная нагрузка", помогающая подсчитать количество устройств объединяемых в одну промышленную сеть.

Входное сопротивление модуля, оснащенного интерфейсом, в основе которого микросхема MAX1480 согласно данным производителя составляет 48 килоом, что составляет одну четверть единичной нагрузки – 12 килоом. Одновременно следует учитывать влияние резисторов R2 и R3, обеспечивающих защитное смещение, увеличивающих нагрузку на передатчик.

Связь прокладывается отдельным кабелем, не входящим в жгут соединений несущих другие сигналы или питание приборов. Подключение выполняется через отдельный разъем, предназначенный только для сигналов интерфейса. Правильный выбор кабеля связи и продуманное разъемное соединение – непременные условия снижения излучаемых электромагнитных помех и устойчивой работы промышленной сети.

Жгут включающий витую пару проводов А и В и провод сигнальной земли прокладывается между ответной частью разъема XР1, установленного на плате контроллера и разъемом размещенным на корпусе прибора для подключения кабеля лини связи. Линия связи имеет экран, внутри которого находятся витая пара и провод сигнальной земли. Корпус прибора электрически соединяется с экраном линии связи. Разъем подключения кабеля лини связи должен обеспечивать круговой непрерывный электрический контакт между экраном кабеля и корпусом прибора. Корпус прибора электрически изолирован от сигнальной земли.

Корпуса всех приборов, объединяемые в промышленную сеть, обязательно соединяются с заземлением. Подключение экрана лини связи только на одном конце к корпусу прибора защищает от низкочастотных помех. Соединение экрана на двух концах лини с корпусами приборов защищает от наиболее сильных высокочастотных помех. Выбор соединения экрана кабеля с одной стороны или с двух зависит от скорости передачи информации и наличия источников внешних помех: расположенных рядом мощных передатчиков, энергетических цепей, электродвигателей.

Соединение экрана на обоих концах линии имеет недостаток, а именно возможность протекания по экрану низкочастотным токам, вызванным наличием напряжения между этими двумя концами экрана или контуром заземления соединенных приборов. Низкочастотный ток создаст небольшую помеху на расположенной внутри паре проводов с частотой сети питания.

Получить для второго сайта постоянное надежное интернет-соединение и использовать постоянный сайт для сайта VPN. Для каждой стороны необходим маршрутизатор способной сделать это.