Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií Návrh využitia siete GSM na automatizáciu zasnežovacieho systému.

Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií Návrh využitia siete GSM na automatizáciu zasnežovacieho systému. Miroslav Jantoľák 2006

Návrh využitia siete GSM na automatizáciu zasnežovacieho systému DIPLOMOVÁ PRÁCA Miroslav Jantoľák ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE Vedúci diplomovej práce: doc. Ing. Rudolf Hronec, PhD. Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: 19.05.2006 ŽILINA 2006

Abstrakt: Táto práca sa zaoberá ovládaním zasnežovacieho systému na diaľku. Zasnežovacia jednotka je spúšťaná cez sieť GSM. Jednotlivé povely sú zadávané za pomoci SMS správ z mobilného telefónu, ktorý musí podporovať komunikáciu cez AT príkazy. Cez AT príkazy komunikuje mobilný telefón s funkčnou vzorkou a zároveň funkčná vzorka z mobilným telefónom.. K lepšiemu využitiu mojej práce som pridal aj štyri vstupy alarmu, ktoré nás môžu informovať o stave zasnežovacej jednotky pomocou prezvonenia na mobilný telefón.

Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Katedra telekomunikácií ANOTAČNÝ ZÁZNAM - DIPLOMOVÁ PRÁCA Priezvisko a meno: Jantoľák Miroslav Rok: 2006 Názov diplomovej práce: Návrh využitia siete GSM na automatizáciu zasnežovacieho systému. Elektrotechnická fakulta Počet strán: 43 Počet obrázkov: 25 Počet tabuliek: 3 Počet grafov: 0 Počet príloh: 5 Počet použ.lit.: 12 Anotácia v slovenskom jazyku: Diplomová práca sa zaoberá návrhom a využitím siete GSM na automatizáciu zasnežovacieho systému za pomoci SMS správ. Anotácia v anglickom jazyku: This diploma work deals with prototype design and GSM network utilization for automated system of snowing up by the help of text messages. Kľúčové slová: GSM, AT príkazy, SMS, mobilný telefón Vedúci diplomovej práce: doc. Ing. Rudolf Hronec, PhD Recenzent: Ing. Ladislav Kvak Dátum: 19.05.2006

OBSAH 1. Úvod...1 2. Popis súčasného stavu...3 2.1. Ovládanie zasnežovacej jednotky...3 2.2. Stacionárna zasnežovacia jednotka...4 2.3. Mobilná zasnežovacia jednotka...5 3. GSM...6 3.1. Historický prehľad...6 3.2. Architektúra siete GSM...7 3.3. Výhody systému GSM...8 3.4. Služby poskytované v sietigsm...9 3.5. Bunková výstavba...10 3.6. Zloženie siete GSM...11 3.6.1. Mobilná stanica...12 3.6.2. Subsystém základňových staníc BSS...14 3.7. Sieťový podsystém NSS...15 3.8. Popis niektorých logických kanálov systému GSM...18 3.9. Ochrana proti útokom zvonku...18 3.9.1. Prihlásenie do siete...19 3.9.2. Autentifikácia pri prihlásení do siete...19 3.9.3. Zakódovanie dát...20 3.9.4. SIM karta...20 3.10. Čo prinesie tretia generácia mobilných sietí...21 4. Možnosti použitia MT pre diaľkové ovládanie...23 4.1. Komunikácia s MT...24 4.2. Komunikácia s MT pomocou AT príkazov...26 4.3. Popis SMS a PDU formátu...27 4.4. Ovládanie pomocou PC...29 4.5. Ovládanie pomocou mikroprocesora...30 4.6. Popis zariadenia na automatizáciu zasnežovacieho systému...32

5. Uvedenie zariadenia do prevádzky...38 5.1. Modul zálohového zdroja ZZ 12...40 5.2. Zhodnotenie a odskúšanie funkčnej vzorky riadiacej jednotky...40 6. Záver...42 Zoznam použitej literatúry...43

Zoznam obrázkov a tabuliek 2. POPIS SÚČASNÉHO STAVU Obr.2.1. Stacionárna zasnežovacia jednotka Obr.2.2. Mobilná zasnežovacia jednotka 3. GSM Obr.3.1. Bloková schéma siete GSM Obr.3.2. Štruktúra buniek pre skupinu buniek s N=7 Obr.3.3. Funkčné bloky podsystémov verejnej rádiotelefónnej siete VRS Obr.3.4. Konfigurácia mobilnej stanice s referenčnými bodmi Obr.3.5. Funkčné bloky systému základňovej stanice BS Obr.3.6 Funkčné bloky NSS Obr.3.7. Frekvenčné pásma pre GSM 900 Obr.3.8. Funkčné pásma DCS 1800 4. MOŽNOSTI POUŽITIA MT PRE DIAĹKOVÉ OVLÁDANIE Obr.4.1. Bloková schéma diaľkového ovládania. Tab.4.1. Parametre komunikácie MT rady X.35 Obr.4.2. Tvar jedného odosielaného bitu. Obr.4.3. Tvar odosielaného AT príkazu cez TX Tab.4.2. Delenie AT príkazov Obr. 4.4. Ovládanie mobilného telefónu pomocou PC Obr.4.5. Rozhranie RS232/5V Obr.4.6. Ovládanie pomocou mikroprocesora Obr.4.7. Procesor PIC16F628A. Obr.4.8. Integrovaný obvod TLP 627 4. Obr.4.9. Konektor SIEMENS S55 Tab.4.3. Popis 12 pinového konektora. Obr.4.10. Siemens S55. Obr.4.11. LCD displej. Obr.4.12. Akumulátorový zdroj PANASONIC 12V, 1,3 Ah. Obr.4.13. Konektor.

Obr.4.14. Bloková schéma diaľkového ovládania zasnežovacej jednotky. 5. UVEDENIE ZARIADENIA DO PREVÁDZKY Obr.5.1. Modul zálohovaného zdroja ZZ 12.

Zoznam skratiek a symbolov AC Autentification Center Autentifikačné centrum AT Authentication Triplets Identifikačné trojice AUC Authentification Centre Centrum overovania totožnosti BCCH Broadcast Control Channel Kanál konfigurácie BS Bearer Services Doručiteľ služby BSC Base Station Controller Riadenie základňovej stanice BSS Base Station System Základný stanicový systém BTS Base Transceiver Station Základňová stanica CCCH Common Control Channel Spoločný riadiaci kanál CDMA Code Divide Multiple Access Kódovo delený viacnásob. prístup CEPT Conference of European Posts Európsky inštitút and Telegraphs CLIP Calling Line Identification Identifikácia volajúceho Prezentation CLIR Calling Line Identification Reject Zamedzenie identifikácie volajúceho DCCH Dedicated Control Channel Vyhradený riadiaci kanál DCS Digital Cellular System Digitálny bunkový systém EIR Equipment Identify Register Register identifikácie zariadení FCCH Frequency Correction Channel Riadiaci kanál frekvencie FDMA Frequency Divide Multiple Access Frekvenčne delený viacnás. prístup GSM Global System for Mobile Globálna celulárna sieť Communication GPRS General Packet Radio Service Všeobecná paketová rádiová služba HLR Home Location Register Register domovskej registrácie HSCSD Hight Speed Circuit Switched Data Vysokorýchlostný prenos dát s prepájaním okruhov ISDN Integrated Services Digital Integrované služby digitálnych sietí LMT Local Maintenance Terminal Miestny údržbový terminál MS Mobile Station Mobilná stanica MSC Mobile Switching Centre Rádiová ústredňa MT Mobile Terminating Mobilný terminál

ME Mobile Equipment Mobilné koncové zariadenie NSS Network Subsystem Sieťový podsystém OMC Operation Mantenance Subsystem Riadenie prevádzky a údržby PIN Personal Identification Number Osobné identifikačné číslo SCH Synchronization Channel Riadiaci kanál synchronizácie SIM Subscriber Identify Module Identifikácia mobilného účastníka SMS Short Message Service Sieťový podsystém TDMA Time Division Multiple Access Časovo delený prístup TE Terminal Equipment Koncové zariadenie TRAU Transcoding Rate Adaptation Unit Prekódovanie a adaptácia prenosovej rýchlosti VLR Visitor Location Register Register lokalizácie návštevníkov VRS Public Land Mobile Network Verejná rádiotelefónna sieť HSCSD High Speed Circuit Switched Vysokorýchlostný prenos dát s prepájaním okruhov IMEI International Mobile Equipment Medzinárodné identifikačné číslo Idetity IMSI International Mobile Subscriber Medzinárodné číslo mobilnej stanice Identity ISO International organization for Medzinárodná organizácia pre Standardization štandardizáciu NMT Nordic Mobile Telephone Nordický mobilný telefónny systém PDU Protocol Data Unit Jednotka dátového protokolu PSTN Public Switched Telephone Verejná telefónna sieť Network RAND random Náhodný RX Receiver Prijímač SACCH Slow Associated Control Channel Pomalý pridružený kanál SRES Signed Response Potvrdená odpoveď SS Spread Spectrum Rozprestreté spektrum TCH Traffic Channel Prevádzkový kanál TX Transmitter Vysielač WARC World Administrative Radio Svetová konvencia Convention rádiokomunikačných správ

WLAN Wireless Local Area Network Rádiová miestna počítačová sieť

Žilinská univerzita v Žiline 1 1. ÚVOD Z dôvodu mojich dlhoročných skúseností s dopravnými lyžiarskymi zariadeniami som sa rozhodol venovať v mojej diplomovej práci tejto téme, bližšie povedané zasnežovaciemu systému, ktorý je dnes z dôvodu klimatických podmienok nevyhnutnou súčasťou každého lyžiarskeho strediska. Pri čítaní odborných časopisov, ma zaujali články s tematikou využitia mobilného telefónu pre iné použitie, nie len na telefonovanie. Preto som sa začal zaujímať o spôsob ako inak využiť mobilný telefón. Spolu so zavedením digitálnej spojovacej techniky je v Európe vybudovaný digitálny mobilný rádiový systém. V súčasnosti je pohyblivá rádiotelefónia sieť neoddeliteľnou súčasťou každej národnej ale aj medzinárodnej telekomunikačnej infraštruktúry, preto je venovaná veľká pozornosť globálnemu systému pohyblivých komunikácií GSM, bez ktorej by samotné zariadenie neplnilo svoj význam. Snahou je poskytnúť komplexné spracovanie a prehľad pre lepšie pochopenie GSM systému. Hlavnú úlohu v mojej diplomovej práci zohráva mobilný telefón, ktorého úlohou bol prenos SMS správ na ovládanie zasnežovacej jednotky a následne kontrola bezchybného chodu. Samozrejme časom pribúdajú stále nové funkcie a hľadá sa využívanie ďalších služieb. Ku prenosu hlasových správ pribudli SMS správy, čo znamená prenos krátkych správ vo forme dát, ďalej MMS správy to je prenos obrazovej správy a čerstvou novinkou, ktorá prichádza na náš telekomunikačný trh je videotelefónia, ktorá posúva využitie mobilných telefónov výrazne vpred. Prvá kapitola je venovaná popisu súčasného stavu zasnežovacieho systému, podrobnému popisu a vizuálnemu zobrazeniu samotnej zasnežovacej jednotky na ktorej je dané zariadenie aplikované. Druhá kapitola je venovaná základnému popisu systému GSM. Prehľad tohto systému pojednáva o jeho vzniku a postupnom vývoji. Uviedol som výhody a služby, ktoré GSM sieť poskytuje. Takisto sa zaoberám štruktúrou GSM systému, zariadeniami a jednotlivými prvkami bez ktorých by nemohla existovať. Tretia kapitola popisuje možnosti použitia mobilného telefónu pre diaľkové ovládanie za pomoci AT príkazov, ktoré musí mobilný telefón podporovať. V mojej práci som použil mobilný telefón SIEMENS S55, ktorý plne postačuje mojim požiadavkám. Taktiež je popísaný podrobný popis zariadenia na automatizáciu zasnežovacieho systému.

Žilinská univerzita v Žiline 2 V poslednej kapitole je uvedený podrobný popis spustenia zariadenia do prevádzky a zhodnotenie odskúšanej funkčnej vzorky.

Žilinská univerzita v Žiline 3 2. POPIS SÚČASNÉHO STAVU Zasnežovací systém slúži na vytváranie umelo vyrobeného snehu, ktorý je pri dnešných klimatických podmienkach nevyhnutným vybavením každého lyžiarskeho strediska. Dnes už máme na trhu veľmi veľa firiem, ktoré sa venujú zasnežovacím systémom napríklad firmy ako sú (ARECO, GEMMINY, PEGAS, LENCO, SNOWSTAR, LATTEMAR) a ďalšie. Ku ich uvedeniu do prevádzky potrebujeme vodu a elektrickú energiu. Voda je po lyžiarskych zjazdovkách rozvádzaná za pomoci vysokotlakých potrubí, ktoré sú zakopané v zemi. Voda do týchto potrubí je vháňaná čerpadlami, ktoré sa dimenzujú na základe dĺžky potrubia, prevýšenia a počtu zasnežovacích zariadení. Pri prekonávaní väčších výškových rozdielov sa budujú prečerpávacie stanice z dôvodu zvýšenia tlaku vody, ktorý je nevyhnutný pri zasnežovaní. Taktiež rozvod elektrickej energie je ťahaný zemou. Na povrch sú vyvádzané na rôznych miestach podľa potreby. Voda je vyvedená za pomoci hydrantu a elektrická energia za pomoci elektrantu. K týmto vývodom sa pripojí zasnežovacie zariadenie a to buď stacionárna alebo mobilná zasnežovacia jednotka, ktorá sa ďalej ovláda manuálne, alebo poloautomaticky podľa návodu výrobcu. 2.1. Ovládanie zasnežovacej jednotky Keď že na spustenie zasnežovacej jednotky treba ľudský faktor na zadanie povelu štart, alebo na kontrolu funkčnosti zasnežovacej jednotky snažil som sa ho v mojej práci vylúčiť za pomoci mobilného telefónu a to z nasledovných dôvodov: - ušetrenie pracovnej sily: Obsluha nemusí vykonať jazdu k zasnežovacej jednotke z dôvodu spustenia, ale tento krok vykoná za pomoci mobilného telefónu, ktorý má už dnes skoro každý k dispozícii za pomoci SMS správy. - ekonomické výhody: Obsluha zníži počet jázd na snežnom skútri, ktorý je pri tomto výkone nevyhnutný a tým sa zníži spotreba pohonných hmôt, ktoré pri dnešných cenách nie sú nezanedbateľnou položkou.

Žilinská univerzita v Žiline 4 - zvýšenie pružnosti systému: Za pomoci mobilného telefónu sa spustí zasnežovacia jednotka rýchlejšie ako keby sme mali ku každej zasnežovacej jednotke ísť osobne. - zvýšenie prehľadu pre operačného pracovníka: Mobilný telefón nás bude okamžite informovať o stave zasnežovacej jednotky za pomoci SMS správ a to nasledovne. Ak by došlo k vypnutiu zasnežovacej jednotky z dôvodu výpadku elektrickej energie, alebo iných nepredvídaných príčin operačnému pracovníkovi sa na mobilnom telefóne zobrazí SMS správa Zariadenie je vypnuté!. Ďalej pri nepovolenej manipulácii napr. vniknutie do ovládania, poklesu tlaku vody, alebo pohybu zasnežovacej jednotky sa spustí alarm, ktorý nás za pomoci prezvonenia mobilného telefónu upozorní na danú situáciu. 1 2.2. Stacionárna zasnežovacia jednotka Na obr.2.1. chcem v krátkosti predstaviť stacionárnu zasnežovaciu jednotku, ktorá je hitom pri zasnežovaní lyžiarskych svahov. Jej najefektívnejšie využitie je pri užších zjazdových tratiach z dôvodu náročnejšieho presunu a osadenia. Ich umiestnenie je po okrajoch zjazdoviek hlavne kvôli bezpečnosti na svahu. Obr.2.1. Stacionárna zasnežovacia jednotka 1 Interné materiály firmy Tatrawest spol. s.r.o.

Žilinská univerzita v Žiline 5 Popis: 1, Základná tyč slúži na pevné osadenie zasnežovacej jednotky. 2, Kompresor 4 kw jeho úlohou je dodávanie stlačeného vzduchu cez zdvojenú rúru do dýzovej hlavice za účelom dokonalého rozprachu vody do priestoru. 3, Hlavný prívod elektrickej energie ako som už spomínal v predošlej časti je napájanie privádzané z elektrantu a potom ďalej cez elektrický kábel 380 V až k zasnežovacej jednotke. 4, Prepojovacia vysokotlaká hadica slúži na prívod vzduchu od vzduchového kompresora do zdvojenej rúry. 5, Hlavný prívod vody hadica je napájaná z hydrantu za pomoci rýchlospojok a je privedená až k zasnežovacej jednotke. 6, Elektroskryňa slúži na ovládanie zasnežovacej jednotky, taktiež má informatívny charakter napr. teplota vzduchu, tlak vody. V tejto elektroskryni bude taktiež osadený môj výrobok na spúšťanie a dohľadom nad správnou funkciou zasnežovacej jednotky. 7, Leflektor slúži na osvetlenie okolia pre vizuálnu kontrolu zasnežovania. 8, Filter slúži na zachytenie hrubých nečistôt aby nedošlo k upchatiu dýz uchytených v dýzovej hlavici. 9, Zdvíhacie rameno slúži na výškové nadstavenie zasnežovacej jednotky. 10, Zdvojená rúra váha tejto rúry je 60 kg a je nadimenzovaná na tlak 60 bar., slúži na vytlačenie vody do dýzovej hlavice. 11, Dýzová hlavica slúži na dokonalé rozprášenie vody na jemné čiastočky. V dýzovej hlavici sú uchytené dýzy priemeru 1 až 6 mm. 2 2.3. Mobilná zasnežovacia jednotka Na obr.2.2. je znázornená mobilná zasnežovacia jednotka, ktorá má väčšie uplatnenie hlavne na širších zjazdových tratiach z dôvodu jednoduchého a rýchleho presunu a osadenia. Popis mobilnej zasnežovacej jednotky sa zhoduje s popisom stacionárnej zasnežovacej jednotky. 2 http://www.hdp.at/html/de/gemini_eco/eco.shtml

Žilinská univerzita v Žiline 6 Obr.2.2. Mobilná zasnežovacia jednotka 3. GSM 3.1 Historický prehľad Sieť GSM (Global System for Mobile Communication Globálny systém pre mobilné komunikácie) môžeme charakterizovať tak, že v tomto prípade ide o špecifikáciu a odporúčanie na jednotlivé funkčné jednotky kompletného mobilného systému a definovanie najdôležitejších rozhraní. Pri návrhu GSM boli stanovené nasledujúce hlavné ciele: podpora mobility účastníka a medzinárodného roamingu, integrácia do ISDN, vysoká účastnícka kapacita, kvalita prenosu rečových signálov porovnateľná s existujúcimi analógovými systémami, zabezpečenie proti odpočúvaniu, Dôležité etapy pri vývoji GSM boli: 1979 Konferencia WARC vyčleňuje pre budúci mobilný rádiový systém pásmo 900 MHz. 1982 CEPT zriaďuje pracovnú skupinu GSM

Žilinská univerzita v Žiline 7 1986 v Paríži je predložených celkom 9 návrhov systému ( analógových ako aj digitálnych TDMA a CDMA ), z ktorých mal byť vybratý vhodný budúci systém. 1987 bol vybratý plne digitálny úzkopásmový TDMA/FDMA a najdôležitejší prevádzkovatelia sietí v Európe podpísali memorandum o zavedení systému GSM na prelome rokov 1991/92. 1990/91 bola ukončená fáza 1 špecifikácie. 1992 boli do prevádzky uvedené prvé siete. 1994 začala sa prevádzka siete DCS 1800. 3.2. Architektúra siete GSM Obr.3.1. Bloková schéma siete GSM Na najnižšej úrovni sú mobilné stanice MS (Mobile Station), koncové zariadenie mobilných účastníkov. Ďalšou úrovňou sú základňové stanice označené ako BSC (Base Station), ktorá sa skladá s funkčných blokov a to z riadiacej jednotky BSC (Base Station Controller) a stanice BTS (Base Transceiver Station). V prípade malých buniek je účelné využiť jednu BSC na riadenie niekoľkých BTS. Najvyššiu úroveň predstavuje rádiová ústredňa MSC (Mobile Switching Centre), ktorá zabezpečuje spojovacie funkcie pre určitú skupinu ZS. Súčasťou ústredne MSC sú účastnícke databázy HLR, VLR, AC, EIR, kde sú zaznamenané základné údaje o MS. MSC obyčajne plní aj funkciu spojovacieho

Žilinská univerzita v Žiline 8 článku medzi mobilnou sieťou a rôznymi typmi pevných a mobilných sietí. Súčasťou siete je aj prevádzkové a údržbové stredisko OMC (Operation and Maintenance Centre), ktoré zabezpečuje bezpečnosť prevádzky siete a zúčtovanie hovorov. V sieti sú štandardizované tri dôležité rozhrania a to A, A bis a rádiové rozhranie U m. Rozhranie A medzi BSS a MSC je definované pre tok 2 Mb/s, pričom z celkového počtu 32 kanálov (64 kb/s) sa obyčajne jeden používa pre prenos signalizácie a ďalší pre zabezpečenie synchronizácie. Rozhranie A bis využíva kanál 64 kb/s a umožňuje multiplexovanie kanálov s prenosovou rýchlosťou 16 kb/s. Prístup do siete GSM je formálne možný cez komunikačný uzol MSC, pričom môže ísť o jednu alebo niekoľko ústrední: HLR sú v nej uložené základné údaje potrebné na riadenie a podporu mobility MS. Je v nej zaregistrovaná čipová karta SIM každého účastníka. VLR sú v nej uložené potrebné údaje na riadenie, ktoré súvisia s polohou MS. Sú tu zaznamenané a podľa potreby aktualizované informácie o aktívnych MS v danej prevádzkovej oblasti. AC sú uložené algoritmy (A3,A8) a overovací kľúč každého účastníka, ktoré sú potrebné na zabezpečenie prístupu do siete a ochrany pred odpočúvaním. EIR sú zaregistrované účastnícke koncové zariadenia prostredníctvom medzinárodných identifikačných čísiel IMEI (International Mobile Equiqment Identity). 3.3. Výhody systému GSM používateľ môže telefonovať nielen u domáceho operátora, ale aj v iných krajinách, s ktorými má domáci operátor podpísané roamingové dohody používateľ je dosiahnuteľný na rovnakom telefónnom čísle nezávisle od toho v ktorej krajine sa nachádza používateľ dostáva účty vždy v domácej mene podľa kurzových prepočtov digitálny systém GSM pracuje na frekvencii 900 MHz a vo veľkej miere eliminuje kapacitné problémy ceny koncových zariadení sú nižšie ako pri NMT, alebo výrobcovia vyrábajú telefónny vo veľkých sériách pre všetkých operátorov jednotne bez národnostných rozdielov

Žilinská univerzita v Žiline 9 nepredpokladajú zmeny cenovej úrovne telefónov, výrobcovia zlepšujú úžitkové vlastnosti a znižujú ceny digitálny systém zaručuje kvalitnejší prenos dát a faxov systém poskytuje možnosť posielania správ SMS koncové zariadenia sú menšie a ľahšie ako pri NMT systém poskytuje vysoký stupeň ochrany pred odpočúvaním používa špeciálny kódovací systém, ktorý by nemal byť odpočúvateľný 3.4. Služby poskytované v sieti GSM GSM vzniklo s ideou komunikácie v sieťach ISDN, a preto služby v sieťach GSM tvoria vlastne podmnožinu ISDN. Dátové služby GSM prebiehajú v súčastnej dobe rýchlosťou iba 9600 bps, čo je dané špecifickými vlastnosťami celulárnej siete a mobilného terminálu, kedy musí za každých okolností nastať správny prenos dát pri prechodoch z jednej bunky do druhej. Špeciálne vybavený terminál GSM môže byť spojený s PSTN, ISDN, paketovými sieťami ( Packet Switched and Circuit Switched Public Data Networks ), Internetom a stanicou Client/Server. K službám GSM tiež patrí prenos faxových správ ( protokol Groupe 3), videotext aj teletext. Zvláštne postavenie má služba SMS ( Short Message Service), ktorá nahrádza funkciu pageru s rozšírenými funkciami obojsmerný prenos správ ( send/recieve messages point to point) uloženie správy a následné presmerovanie správ ( store and forward deliverying) potvrdenie úspešného doručenia zaslaných správ ( aknowledgement of successful delevery ) Ďalšou užitočnou vlastnosťou je možnosť vysielania správ od jednej alebo vybranej skupiny buniek siete GSM. Tak získa užívateľ prístup k regionálnym hláseniam o počasí, dopravnej situácii a poskytovaných servisných službách napr. pre motoristov. V oblasti klasického telefonovania poskytuje GSM služby digitálnej pobočkovej ústredne, ako aj presmerovanie hovorov, hlasová schránka atď. 3 3 DOBOŠ L, DÚHA J, MARCHEVSKÝ S, WIESER V: Mobilné rádiové siete. Žilina: EDIS, 2002. ISBN 80 7100 936 9.

Žilinská univerzita v Žiline 10 3.5. Bunková výstavba Mobilné siete sú budované na tzv. bunkovom ( celulárnom ) princípe. Elementárnym prvkom siete je bunka, ktorá býva schematicky znázornená ako šesťuholník. Polomer tejto bunky býva rôzny podľa osídlenia pokrytej oblasti. Niekoľko týchto buniek tvorí tzv. prevádzkovú oblasť ( location area ). Jedna alebo viac prevádzkových oblastí spadá do pôsobnosti jednej MSC ( Mobile Services Switching Center ), ktorá už môže obsluhovať celé mesto alebo aj štát. Nadriadenou oblasťou je oblasť národnej siete GSM ( tou sa rozumie sieť jedného operátora ). Súhrnná oblasť všetkých miest, kde možno služby siete GSM používať sa nazýva oblasť služieb GSM( GSM service area ). Rádiová bunka je najmenším, rádiovým signálom zásobovaný geografický útvar, ktorý je obsluhovaný jednou základňovou stanicou BS a kde sa uskutočňuje napojenie MS na VRS. Mobilná stanica rozlišuje bunky na základe identifikačného kódu BTSIC. V sieti sa rozlišujú bunky na základe globálnej identifikácie CGI. Nominálna veľkosť bunky je pre GSM 900 do 35 km. Jednotlivé bunky na seba nadväzujú. Jednotlivé bunky sú skladané do väčších bunkových štruktúr, tzv. skupiny buniek. Skupina buniek je vlastne perióda so zvoleným rozdelením frekvencií umožňuje používať viac krát rovnaké skupiny frekvencií. Periodická frekvencia umožňuje zapojiť na sieť veľký počet účastníkov v pridelenom frekvenčnom pásme. Polomer rádiobunky sa môže teoreticky pohybovať v intervale 300m - 35km.

Žilinská univerzita v Žiline 11 Obr.3.2. Štruktúra buniek pre skupinu buniek s N=7 3.6. Zloženie siete GSM Jednotlivé stavebné prvky možno rozdeliť do štyroch základných skupín: mobilné stanice a príslušenstvo subsystém základňových staníc ( Base Station - BS ) sieťové prepojenie jednotlivých základňových staníc ( network subsystém) podsystém pre prevádzku a údržbu OAM SS Komunikáciu medzi jednotlivými subsystémami poskytujú špeciálne rozhrania a definované komunikačné protokoly.

Žilinská univerzita v Žiline 12 Obr.3.3. Funkčné bloky podsystémov verejnej rádiotelefónnej siete VRS BTS Základňová stanica prijímač/vysielač BSC Riadenie základňovej stanice TRAU Prekódovanie a adaptácia prenosovej rýchlosti MSC Rádiotelefónna ústredňa HLR Register domácich účastníkov VLR Register hosťujúcich účastníkov EIR Register identifikácie zariadení AC Autentifikačné centrum PSTN Verejná telefónna sieť OMC Riadenie prevádzky a údržby RSS Rádiový podsystém NSS Sieťový podsystém MS Mobilná stanica 3.6.1 Mobilná stanica Mobilná stanica je definovaná ako zariadenie pre využívanie služieb GSM systému. Mobil či mobilná stanica (MS) je vstupným prvkom do tejto siete. Úlohou siete

Žilinská univerzita v Žiline 13 je sprostredkovať spojenie s iným MS alebo účastníkom inej siete (VTS Verejná telefónna sieť, ISDN sieť a.i.). Skladá sa z mobilného terminálu MT, a podľa toho aké služby sú požadované, z kombinácie TA a TE. Vysielacie výkony MS sa pohybujú v rozmedzí 0,6 20 W. Z hľadiska výmeny účastníckych dát sa MS delí na mobilné koncové zariadenie ME a na modul identity účastníka SIM. Obr.3.4. Konfigurácia mobilnej stanice s referenčnými bodmi MMI Užívateľské rozhranie TA Prispôsobenie TE Um Rádiové rozhranie MT Napájaci zdroj MS, je časťou mobilnej stanice. Na tomto mieste končí rádiový prenos Um rozhrania. TE Ide o koncové zariadenie, ktoré ponúka mobilným účastníkom rôzne služby. Najčastejšie býva v prevedení záznamníka alebo faxu. ME Mobilné koncové zariadenie, je časťou mobilnej stanice, ktorá neobsahuje žiadne účastnícky špecifické údaje. Obsahuje viac 16 bitových mikropočítačov a špeciálne logické obvody. Pripravuje zo SIM modulu vysielané signalizačné správy s účastníckymi dátami pre vstup do GSM siete. SIM Modul identity účastníka patrí ku MS a môže byť od nej oddelený. Sú tu uložené všetky dôležité individuálne účastnícke údaje, ktoré umožňujú využívanie služieb mobilnej siete. Je integrálnou časťou GSM zabezpečovacej koncepcie. Tá istá SIM karta je pre viacej ME. Pred nadviazaním spojenia sa musí účastník siete identifikovať. Identifikácia účastníka GSM je v dvoch rovinách. Prvá identifikuje operátora, u ktorého sa účastník prihlásil International Mobile Subscriber Identity (IMSI). Informácia IMSI je uložená v karte SIM (Subscriber Identity Module). Karta SIM oživí mobilnú stanicu po vložení špecifického PIN (Personal Identification Number) čísla, poskytne telefónny zoznam,

Žilinská univerzita v Žiline 14 sprístupní hlasovú poštu a službu SMS. Zapojená MS sa môže nachádzať v dvoch stavoch. Stav kľudový s využívaním príslušných kanálov je základný prevádzkový stav MS, počas ktorého je MS periodicky zameriavaná. Stav obsadený s obsadením príslušných kanálov. 3.6.2. Subsystém základňových staníc Base Station System BSS BSS je zložená z BSC (riadenie základňovej stanice), BTS (základňová stanica P/V), TRAU (prekódovanie a adaptácia prenosovej rýchlosti) a LMT (miestny údržbový terminál). BSS sú pevne spojené s MSC (Mobile Services Switching Center). Majú za úlohu konverziu signálu z pevnej telefónnej siete na rádiový signál GSM a naopak. Starajú sa o časovú synchronizáciu so všetkými MS o prehadzovanie frekvencií (frequency hopping), alokáciu nosných frekvencií. Samotná základňová stanica sa stará o niekoľko buniek. O každú jednotlivú bunku sa starajú základňové riadiace jednotky BSC (Base Station Controller) a základňové rádiostanice BTS (Base Transceiver Station). Obr.3.5. Funkčné bloky systému základňovej stanice BS BTS sú vysielacie/prijímacie stanice (vysielače), ktoré môžeme vidieť na rôznych vyvýšených miestach. Predstavuje rádiotechnické zariadenie pre komunikáciu cez rádiové kanály rozhrania Um. Ak sa používajú smerové antény, môže jedna BTS obsluhovať aj viac rádiobuniek. Definujú bunkovú prevádzku a riadia prenosové protokoly s mobilnými stanicami. Medzi nimi a MS je rádiové spojenie, ktoré z mobilných telefónov robí mobilné.

Žilinská univerzita v Žiline 15 BSC riadenie zabezpečuje manažment prideľovania kanálov pre jednu či viac BTS prostredníctvom rozhraní Abis. Riadi spojovanie, ako aj priebeh prenosových procesov vysielacích a prijímacích staníc BTS. Jedna BSC je schopná obslúžiť až niekoľko sto BTS. Uskutočňuje sa tu premena rádiových kanálov Um rozhrania na kanály A rozhrania. TRAU je špeciálne prenosové zariadenie GSM systému. Realizuje kódovanie reči a adaptáciu prenosovej rýchlosti pre dátové služby. Ku prenosovej rýchlosti 13 kbit.s -1 sa pridáva informácia o synchronizácii a spoločná prenosová rýchlosť je potom 16 kbit.s -1.V TRAU sa zmení 16 kbit.s -1 na 64 kbit.s -1. Funkcia je riadená z BTS a umožňuje premeniť podmultiplex štyroch 16 kbit.s -1 rádiových kanálov na 64 kbit.s -1 kanálov. Skladá sa z TC a RA funkčného bloku. TC je využívané na kompresiu reči. RA filtre menia vstupujúce dáta spojovacieho systému mobilnej siete MSC na formu po 16 kbit.s -1. LMT miestny údržbový terminál slúži na údržbu a aktiváciu základňovej stanice BS. Je pripojený pomocou rozhrania T. 3.7. Sieťový podsystém NSS Predstavuje predovšetkým ústredňu bunkovej siete MSC (Mobile Services Switching Center) a realizuje všetky prepojovacie funkcie medzi jednotlivými subsystémami základňových staníc a VTS (Verejnou Telefónnou Sieťou). Spolupracuje s registrami HLR (Home Location Register) a VLR (Visitor Location Register). Realizuje úlohy spojovacej techniky vrátane manažmentu mobility účastníka a napojenia sa na ústredňu inej telekomunikačnej siete. 4 4 BLUNÁR K, DIVIŠ Z: Telekomunikačné siete, časť 4. Žilina: EDIS, 2000.

Žilinská univerzita v Žiline 16 Obr.3.6 Funkčné bloky NSS Spojovací systém MSC okrem spojovacích funkcií riadi aj procesy v mobilnej sieti. Je prepojený s podsystémom základňovej stanice BSS cez A rozhranie. Registre polohy účastníka LR obsahujú všetky informácie o účastníkovi potrebné pre mobilnú sieť a o prevádzke. HLR (Home Location register) domovský lokalizačný register uchováva informácie o všetkých účastníkoch, ktorí domovsky prináležia do oblasti spracovanej týmto registrom. Sú tu uložené informácie o všetkých účastníkoch. Je navrhnutý tak, aby mohol byť integrovaný do národnej siete databázy účastníkov, ktorí spadajú do danej ústredne bunkovej siete. HLR vie vždy, kde sa užívateľ nachádza. VLR (Visitor Location Register) návštevnícky lokalizačný register je databáza, ktorá sa používa pri aplikáciách pre ukladanie informácií o účastníkoch, ktorí spadajú pod iné bunkové ústredne bunkovej siete (MSCx) a v oblasti MSC sa vyskytujú iba dočasne.súčasťou HLR aj centrum autentifikácie AC (Authentification Centre), kde sú uložené informácie pre kódovanie prenosov (nielen kvôli odpočúvaniu). Centrum overovania totožnosti AC je dôležitá zabezpečovacia funkčná časť. Regieter EIR (Equipment Identify Register) je databáza obsahujúca zoznam oprávnených mobilných staníc v sieti, kde každý mobilný prístroj je identifikovaný svojim číslom IMEI (International Mobile Equipment Register). Autorizačné centrum chráni databázu, ktorá obsahuje tajné prístupové a identifikačné kódy používaných SIM kariet.

Žilinská univerzita v Žiline 17 Obr.3.7. Frekvenčné pásma pre GSM 900 V roku 1990 vznikol ďalší variant GSM pre frekvenčné pásmo 1800 MHz V obidvoch smeroch procesu používa frekvenčné pásmo 75 MHz, cieľom je zvýšenie kapacity VRS pre veľkomestské oblasti.

Žilinská univerzita v Žiline 18 Obr.3.8. Funkčné pásma DCS 1800 3.8. Popis niektorých logických kanálov systému GSM TCH (Traffic Chanel) prevádzkový kanál. Na tomto kanále sa prenášajú bežné dáta (hovory, faxy). SACCH (Slow rate Associated Control Channel) - združovací riadiaci kanál, prenáša výsledky merania MS počas hovoru. BCCH (Broacast Control Channel) - riadiaci kanál rádioprevádzky. Tento kanál je jednosmerný od BS k MS, má vždy konštantný výkon a frekvenciu. FCCH (Frequency Correction Channel) - riadiaci kanál frekvencie. Po zachytení kanála BCCH riadi MS a jeho pomocou nadstavenie frekvencie kanálov. SCH (Synchronization Channel)- riadiaci kanál synchronizácie. Po korekcii frekvencie je MS synchronizovaná hodinovými impulzmi so SCH. CCCH (Common Control Channel)- spoločný riadiaci kanál. Pracuje len na začiatku spojenia a to na oboch smeroch (BS MS - BS). 3.9. Ochrana proti útokom zvonku Každá komunikačná sieť sa snaží zabrániť útokom zvonku a chrániť pred nimi svojich užívateľov. Ochranu proti nepovolanému prístupu do siete dosiahneme pomocou overenia totožnosti Authentication. Druhá ochrana je proti odpočúvaniu rečového,

Žilinská univerzita v Žiline 19 dátového a signalizačného spojenia. Pretože v rádiobunke vysokofrekvenčné signály môžu byť prijímané aj inými koncovými zariadeniami, je ochrana proti odpočúvaniu nevyhnutná. To sa dosiahne pomocou zakódovania na rádiovom rozhraní. To isté platí pre siete GSM, v ktorých fungujú tieto zabezpečovacie metódy. overenie identifikácie užívateľa a následne jeho oprávnenie prístupu do VRL. diskrétnosť dát na rádiovom rozhraní pomocou zakódovania anonymita účastníka a miesta pohybu pomocou prechodného označenia účastníka Všetky tieto metódy sú povinné ako pre mobilné, tak aj pre nepohyblivé (fixné) zložky siete. K identifikácii účastníka slúži identifikačný kód IMSI (International Mobile Subscriber Identification). Tento kód nemá nič spoločné s telefónnym číslom, ktoré užívateľ obdrží so zakúpením SIM karty. 3.9.1. Prihlásenie do siete Pri zapnutí MS dochádza k jej synchronizácii so sieťou za použitia niektorých logických kanálov. Po zapnutí je meraná kvalita všetkých 124 vf kanálov a je vytvorený zoznam tých najkvalitnejších, ktoré tvoria tzv. kandidátov na funkciu logických kanálov BCCH. Potom stanica hľadá logický kanál FCCH, na základe ktorého prispôsobí svoju frekvenciu na hrubé časovanie. Až teraz nastáva samotná synchronizácia so sieťou. Po nájdení logického kanálu SCH (na nosnej predošlého FCCH) dochádza k presnému nadstaveniu časovania (synchronizácii) a zisťuje sa, s ktorou základňovou stanicou MS komunikuje. V priebehu komunikácie sú v logickom kanále SACH prenášané spomínané údaje o MS k základňovej stanici. 3.9.2. Autentifikácia pri prihlásení do siete Overenie identifikácie užívateľa prebieha vždy pri prihlásení do siete príslušného prevádzkovateľa (so SIM kartou od Orange sa neregistrujete do siete T Mobailu, i keď ju mobil detekuje.) Ako overenie funguje? Postup je veľmi jednoduchý: sieť vyšle náhodné číslo (RAND), z ktorého MS za pomoci šifrovacieho algoritmu A3 a identifikačného kľúča K 1 vypočíta odpovedajúcu odpoveď (SRES). Tú pošle naspäť, kde je skontrolovaná a na základe výsledku tejto kontroly je MS zaregistrovaná do siete (alebo nie). Špeciálne požiadavky v oblasti zabezpečenia sú kladené tiež na samotnú MS.

Žilinská univerzita v Žiline 20 Ako oko v hlave je treba sa starať o identifikačný kľúč K 1, ktorý je tiež uložený v SIM karte. Kľúč K 1 nie je potrebné prenášať, či už zo SIM karty do GSM telefónnu, alebo z MS do základňovej stanice. Ako už bolo povedané, šifrovacie algoritmy A3 a A8 sú tiež trvalo uložené v SIM karte. 3.9.3. Zakódovanie dát GSM zabezpečuje dôvernosť používateľských dát na prevádzkových a signalizačných kanáloch. Ochrana proti odpočúvaniu na rádiovom rozhraní sa realizuje pomocou zakódovania dát CIPH. V Európe sa pre zakódovanie dát používa štandardizovaný algoritmus A5, ktorý je prístupný len výrobcom. A5 sa nenachádza v SIM karte ale v zariadení mobilnej stanice ME. Zakódovanie prenášaných dát sa realizuje medzi mobilnou stanicou MS a podsystémom základňovej stanice BSS. Za týmto účelom je z navštívenej rádiotelefónej ústredne MSC do BTS, ďalej do MS odoslaná signalizačná správa. V mobilnej stanici je v SIM karte vygenerovaný kľúč Kc. Procedúra zakódovania dát v sieti je iniciovaná signalizačnou správou vyslanou z VLR do MSC, ktorá signalizuje, že kódovanie sa môže začať na prevádzkovom kanále TCH a na riadiacom kanále DCCH. Mobilná stanica ešte potvrdí zahájenie tohto procesu signalizačnou správou. V procese kódovania sa používa algoritmus A8, pomocou ktorého je vytvorený šifrovací kľúč Kc. Kľúč je oddelene vygenerovaný v AUC a SIM karte pomocou Ki a RAND. Kc sa používa pre obidva smery prenosu. Pri tomto spôsobe Zakódovania je zabezpečené, že kľúč Ki nemusíme prenášať cez rádiovú trasu. 5 3.9.4. SIM karta MS sa delí na dve časti. Tými sú samostatný prístroj, ktorý možno bežne kúpiť v obchodoch, a tzv. SIM karta, ktorú predávajú prevádzkovatelia sietí GSM. Zakúpením SIM karty si vlastne kupujete služby daného prevádzkovateľa a teoreticky nezáleží na tom, aký prístroj (mobilný telefón) vlastníte. Sú dva typy kariet: ISO (klasická, veľká ako banková karta) a tzv. plug in (malá ako štandardne veľký malíček). Vložením SIM 5 FLAJZER T: Amatérske rádio, Signalizace poplachu s telefónem GSM. Praha: EDIS, 12/2001, str. 10 12 a AR 1/2002, str. 17 18.

Žilinská univerzita v Žiline 21 karty príslušného typu do GSM telefónu ju aktivujeme pre sieť prevádzkovateľa, od ktorého kartu máme. Na SIM karte sú (okrem napríklad krátkeho telefónneho zoznamu) uložené pre sieť GSM dôležité údaje: sériové číslo SIM karty identifikačný kľúč šifrovacie algoritmy IMSI (International Mobile Subscriber Identification) PIN (Personal Identification Number) Všetky tieto údaje majú čo dočinenia so zabezpečovaním bezpečnosti a utajením pri prevádzke telefónu. Jediným, užívateľovi priamo dostupným, zabezpečením je zmienený PIN. Zadanie tohto štvormiestneho čísla je požadované pri každom zapnutí telefónu. Ak je PIN zadaný tri krát chybne, má úžívateľ ešte šancu, ak pozná ďalší špeciálny kód nazývaný PUK spustiť svoj telefón. Ak je aj tento, už 8 miestny, kód zadaný zle, je karta zablokovaná a je treba zaobstarať novú. Túto ochranu môže užívateľ vypnúť. 3.10. Čo prinesie tretia generácia mobilných sietí? Mobilná sieť prechádza neustálym vývojom. V súčasnej dobe vládne svetu ich druhá generácia, ale už začala aj generácia tretia čiže videotelefínia. Aké zmeny prinesie v oblasti dátových prenosov? Prvá generácia mobilných sietí bola charakteristická využívaním analógových technológií. To viedlo k pomerne neefektívnemu využitiu tohto najvzácnejšieho zdroja, ktorý mobilné siete potrebujú ku svojmu fungovaniu frekvencií. Dôvodom je najmä skutočnosť, že v analógových sieťach nie je možné tak jemné delenie dostupných frekvencií, ako v sieťach digitálnych ( do úvahy tu pripadajú len analógové techniky multiplexu, t.j. iba frekvenčný multiplex). Rovnako tak ďalšie spracovanie, postavené výhradne na analógovom základe je menej efektívnejšie než spracovanie digitálne, nehľadiac už na nemožnosť poskytnúť celú radu doplňujúcich funkcií. Napriek tomu sa v SR začiatkom deväťdesiatych rokov pristúpilo k budovaniu analógovej mobilnej siete

Žilinská univerzita v Žiline 22 na báze vtedy už skôr dožívajúceho analógového systému NMT (Nordic Mobile Telephone). Druhá generácia mobilných sietí je už charakteristická svojím digitálnym spôsobom fungovania, ktorý umožňuje výrazne efektívnejšie hospodáriť s dostupnými frekvenciami. Rovnako tak umožňuje ponúknuť najrôznejšie ďalšie služby spojené s hovormi aj s dátovými prenosmi a v prípade potreby umožňuje realizovať i výrazne hustejšie pokrytie (vytváraním malých buniek). To, čo sme si až doteraz popisovali sa týkalo spôsobu fungovania jednej konkrétnej koncepcie mobilných sietí druhej generácie (GSM, Global System Mobile). Tretia generácia mobilných sietí bude efektívnejšia a výkonnejšia. Mobilné siete druhej generácie boli stále ešte budované predovšetkým ako siete určené pre prenos hlasu a tomu boli prispôsobené ich základné vlastnosti. Využitie týchto mobilných sietí pre iné účely, najmä pre prenos dát (napr. pre komunikáciu v písanej forme, prostredníctvom SMS), bolo skôr určitým doplnkom, ktorý musel byť dodatočne napasovaný na to, čo bolo pôvodne koncipované k účelom prenosu hlasu. Konkrétnym dôsledkom potom je nutnosť vojsť sa s dátovými prenosmi do časových slotov dimenzovaných pre prenos hlasu a z toho vyplývajúca maximálna dosažiteľná prenosová rýchlosť (14,4 kbps pre CSD, Circuit Switched Data). Riešenie ako HSCSD, GPRS a EDGE sa potom dá chápať taktiež ako snaha maximálne využiť to, čo je k dispozícii, ale čo nie je možné zásadne zmeniť. Mobilné siete tretej generácie videohovor je jedinečná služba novej siete 3G. Počas videohovoru sa účastníci navzájom nielen počujú, ale aj vidia v reálnom čase - nový typ siete umožňuje prenášať nielen zvuk, ale aj obraz. Na využívanie služby je potrebné mať telefón s podporou videohovoru (najjednoduchšie sa dá obvykle spoznať podľa kamery na prednej strane) a 3G SIM kartu. Samozrejmosťou je, že obaja účastníci hovoru sa musia nachádzať v pokrytí siete 3G. Ak niektorá z týchto podmienok nie je splnená na oboch stranách, nie je možné videohovor uskutočniť. Videohovor sa dá nadviazať podobne, ako bežný hlasový hovor. Na klávesnici mobilného telefónu zadáte telefónne číslo, alebo ho nájdete v zozname. V závislosti od typu mobilného telefónu potom z možností vyberiete "Videohovor" alebo "Videocall" a telefón sa následne pokúsi o nadviazanie spojenia. Ak má volaný videotelefón a je v dosahu siete, zobrazí sa mu prichádzajúci videohovor a prijme ho podobne ako bežný hlasový hovor. Pri videohovore sa telefón nedrží pri uchu, ale pred tvárou, takže hlasová zložka hovoru sa automaticky prepne na hlasitý odposluch. Ak nechcete svoje okolie

Žilinská univerzita v Žiline 23 vyrušovať svojim telefonátom, môžete použiť handsfree sadu. Obraz je snímaný kamerou, ktorá je väčšinou umiestnená nad displejom telefónu. Na ňom vidíte dva rámčeky s pohyblivým obrazom - na veľkom je obraz, ktorý k vám prichádza od volaného a na malom môžete vidieť obraz, ktorý sníma a odosiela váš telefón. Počas hovoru môžete snímať aj svoje okolie, takže je to ideálny spôsob, ako s priateľmi zdieľať netradičné zážitky. 6 4. MOŽNOSTI POUŽITIA MT PRE DIAĽKOVÉ OVLÁDANIE Bezdrôtové diaľkové ovládacie zariadenie je veľmi komplexný problém, dá sa realizovať za pomoci niekoľkých technológií. Je možné použiť ovládanie pomocou GSM technológie (SMS správy, GPRS), Bluetooth, ZigBee (IEEE 802.15.4), EDGE,WLAN (IEEE 802.11g a IEEE 802.11h) a iných technológií pre bezdrôtový prenos (voľné frekvenčné pásma 450MHz a 870MHz). Blokovú schému diaľkového ovládania zobrazuje Obr.4.1. Pri výbere typu bezdrôtového prenosu je potrebné vychádzať z nasledujúcich základných požiadaviek (parametrov): vzdialenosť medzi riadiacim členom a ovládaným zariadením požadovaná rýchlosť komunikácie medzi jednotlivými členmi cenové požiadavky na realizované riadenie spoľahlivosť prenosu zabezpečenie komunikácie spotreba zariadenia Ovládanie pomocou SMS správ má tieto základné vlastnosti a charakteristiky: možnosť ovládania takmer na akúkoľvek vzdialenosť (obmedzené len dostupnosťou GSM signálu) pre malé dátové toky (spínanie výstupu, občasného hlásenia vstupu z čidiel) malá rýchlosť odozvy (cca. 10 s a viac, závislé na zaťažení siete) vyššie náklady na komunikáciu nízke náklady (stačí štandardný mobilný telefón) možnosť implementácie do mobilných zariadení (autoalarmy) 6 http://www.orange.sk/private/3g/videocall/default.dwp

Žilinská univerzita v Žiline 24 jednoduchý spôsob ovládania (odosielanie príkazových SMS správ) dostatočná bezpečnosť (daná zabezpečením GSM siete) Z týchto vlastností vyplývajú možnosti i obmedzenia využitia GSM technológie SMS správ pre diaľkové ovládanie. Hlavným obmedzujúcim faktorom je malá diaľka SMS správy. Pretože sa pri tomto typu ovládania sa nejedná o stále pripojenie, ale len o občasné zasielanie dátových blokov, tak ju nemožno použiť pre zložitejšie ovládanie (väčšie dátové toky, kontinuálne ovládanie). Ďalšia podstatná nevýhoda je cena tohoto ovládania je spoplatnená každá odosielaná správa. Obr.4.1. Bloková schéma diaľkového ovládania 4.1. Komunikácia s MT 1. Fyzický popis komunikácie Komunikačná interface mobilného telefónu je duplexné, znakovo orientované asynchrónne sériové rozhranie, ktoré až na napäťové úrovne oboch signálov (TX, RX) zodpovedá doporučeniu RS232 (Recommended Standard number 232). Tieto signály majú úroveň 5V (3V). Ku komunikácii sú použité vodiče RX (príjem dát),tx (vysielanie dát) a ďalej je nutné pripojenie vodiča GND. Nie sú použité vodiče pre riadenie dátového toku.

Žilinská univerzita v Žiline 25 Tab.4.1. Parametre komunikácie MT rady X.35 Obr.4.2. Tvar jedného odosielaného bitu Obr.4.3. Tvar odosielaného AT príkazu cez TX

Žilinská univerzita v Žiline 26 4.2. Komunikácia s MT pomocou AT príkazov Vlastná komunikácia s mobilným telefónom prebieha pomocou AT (Attention) príkazu. Tieto príkazy boli pôvodne vyvinuté pre ovládanie modemu, ale s príchodom mobilných telefónov sa rozšírili na GSM 07.07 a GSM 07.05 Nie každý výrobca však implementuje kompletnú sadu AT príkazu. Niektoré telefóny vôbec nepodporujú AT príkazy. U týchto telefónov sa prevádza komunikácia v binárnom režime. AT príkazy sú ASCII (American Standard Code for Information Interchange) znaky sú zasielané po linke TX do telefónu. Tieto príkazy môžu mať rôzny tvar. Odpoveď telefónu prichádza po linke RX. AT príkazov je veľké množstvo a je možné ich rozdeliť do niekoľkých skupín ako je uvedené v Tab.4.2. Obecne sa AT príkaz skladá z úvodného slova AT a ďalej samotného príkazu. AT príkaz musí byť zakončený znakom <CR> (0x0DH). Podľa tohoto znaku rozpozná MT jeho koniec. Mobilný telefón má štandardne nastavené echo, takzvané preposielanie prijatého AT príkazu. Čo sa dá využiť ku kontrole správnosti komunikácie s MT. Toto echo je možné deaktivovať príkazom ATE0<CR>. Posledný AT príkaz sa dá opakovať zasielaním A/<CR>, čo je jediný príkaz nezačínajúci písmenami AT. AT príkazy AT príkazy posielané do telefónu sú zadávané v týchto podobách: 1. Test AT príkazu, či telefón príkazu rozumie je AT+<príkaz>=? <CR> 2. Načítanie nastavených hodnôt z telefónu AT+<príkaz>? <CR> 3. Zápis dát alebo hodnôt do telefónu AT+<príkaz>=<parameter> <CR> Skratka AT je začiatok príkazu, <príkaz> doplníme podľa požadovaného povelu, <parameter> sa udáva len v prípade, keď požadujeme príkaz pre nastavenie alebo zápis dát a <CR> je potvrdenie príkazu.

Žilinská univerzita v Žiline 27 Tab.4.2. Delenie AT príkazov 4.3. Popis SMS a PDU formátu Jednou zo základných vlastností GSM technológie je zasielanie SMS (ShortMessage Service) správ. Dĺžka takto prenášaného textu môže biť až 160 znakov. V správe sú použité štandardné ASCII znaky. Pre prenos a kódovanie SMS správy sa používa PDU (protocol description unit) formát. SMS správy vďaka ich jednoduchej implementácii je možné použiť k diaľkovému ovládaniu najrôznejších zariadení. Použitie tohoto ovládania je však možné iba v jednoduchších časovo nekritických aplikáciách. Pre náročnejšie prípady je vhodné použiť GPRS technológiu. Výpis SMS správy z MT: Pre výpis SMS správy z pamäti MT je nutné použiť AT príkaz napr.: AT+CMGL=1 <CR> (výpis všetkých prijatých prečítaných správ). Prečítanie SMS z mobilného telefónu: Ja: Prepínam pamäť na ME pamäť mobilného telefónu: AT+CPMS= me Odpoveď z mobilného telefónu:

Žilinská univerzita v Žiline 28 OK Ja sa dotazujem na neprečítanú SMS správu, pozícia 0. AT+CMGL=0 Odpoveď z mobilného telefónu: +CMGL: 1,0,,20 0791249150033330240C912491708849220000601020905152400131 OK Znamená to že má jednu správu SMS v pamäti mobilného telefónu: Ja: Idem vymazať SMS správu z pamäti mobilného telefónu: AT+CMGD=1 Mobilný telefón vymaže SMS správu a odpovie: OK Prečítanie z mobilného telefónu pri poslanej SMS správe: Ja sa dotazujem na neprečítanú SMS správu pozícia 0 AT+CMGL=0 Mobilný telefón odpovie: +CMGL:1,0,,20 0791249150033330240C912491708849220000601020217381400132 OK Mobilný telefón po prečítaní SMS správy ju prenesie do pozície 1 Ak ja: chcem vymazať SMS z nultej pozície AT+CMGD=0 Mobilný telefón odpovie: ERROR AK ja: chcem vymazať SMS z prvej pozície: AT+CMGD=1 Mobilný telefón vymaže SMS správu a odpovie: OK Ja sa dotazujem na vymazanú SMS správu: už nieje AT+CMGL=0 Mobilný telefón odpovie: OK

Žilinská univerzita v Žiline 29 4.4. Ovládanie pomocou PC Realizované lokalizačné zariadenie sa pripája k PC pomocou sériového portu. Sériový port PC pracuje podľa RS 232 štandardu s príslušnými napäťovými úrovňami: +3 až 15V pre L a 3 až 15V pre H úroveň. Riadiaca časť a mobilný telefón pracujú s TTL úrovňami: 0 až 0,8V pre L a 2,4 až 5,5V pre H úroveň. Tento fakt neumožňuje priame pripojenie riadiacej časti s MT a PC. Aby bolo toto pripojenie možné je potrebné urobiť prevod napäťových úrovní TTL na RS 232 a naopak. Jednoducho sa dá tento prevod realizovať použitím špeciálneho obvodu MAX 232. Jeho výhodou je minimum externých súčiastok ale najme jednoduchosť napájania, stačí len jedno napájacie napätie +5V. Najskôr som si musel vyskúšať ako a na aké AT príkazy reaguje môj mobilný telefón. Preto som vyskúšal najskôr komunikáciu pomocou PC, zostrojil som si prevodník medzi RS232 počítača a päť (troj) voltovou logikou mobilného telefónu. Obr. 4.4. Ovládanie mobilného telefónu pomocou PC Schéma zariadenia je jednoduchá a známa. Používa sa napríklad pri odblokovaní mobilných telefónov. Je nutné správne zapojenie komunikačných vodičov. Východ Rx prevodníka je zapojený na Tx mobilného telefónu a Tx prevodníka na Rx mobilného telefónu.

Žilinská univerzita v Žiline 30 Obr.4.5. Rozhranie RS232/5V Potom nám stačí už len nainštalovať terminál do počítača. To je program, ktorý vie odosielať na port počítača znaky priamo z klávesnice. Program si nadstavíme podľa toho s akým telefónom budeme komunikovať. 7 4.5. Ovládanie pomocou mikroprocesora Mobilný telefón komunikuje väčšinou po Rx a Tx vedení. Na mikroprocesore PIC 16F628A sa nachádzajú porty Rx a Tx. Prepojíme porty medzi mikroprocesorom a mobilným telefónom. Obidve linky prepojíme cez odpory na zem. Je to dôležité pretože niektoré telefóny nastavujú v priebehu komunikácie výstup do stavu vysokej impedancie a linka by nemala v tej chvíli definovanú úroveň. 7 http://rs232.hw.cz/#konvertory

Žilinská univerzita v Žiline 31 Obr.4.6. Ovládanie pomocou mikroprocesora Dáta odosielané do mobilného telefónu musia mať požadovaný formát. Mikroprocesor musí preto vytvárať a posielať dáta v tomto formáte tak, aby ich mobilný telefón mohol spracovať. Každý znak tvorí jeden byte. Tak isto musí byť nadstavená aj presná prenosová rýchlosť na ktorej budeme komunikovať. Každý mobilný telefón má inú komunikačnú prenosovú rýchlosť, SIEMENS S55 komunikuje s prenosovou rýchlosťou 19200 Bd. Prenosová rýchlosť sa nadstaví pomocou procesora a systém bude tak môcť komunikovať po sériovej linke. Nadstavenie sériovej linky. Práca so sériovou linkou spočíva v týchto základných bodoch: 1, nadstavenie sériovej linky 2, samotný prenos po sériovej linke, pričom ten môže byť riešený a, bez využitia prerušovacieho systému b, s využitím prerušovacieho systému Najskôr je dôležité sa rozhodnúť, s akými parametrami bude prenos prebiehať. Voľba parametrov závisí predovšetkým na tom, aký komunikačný protokol si zvolíme: Jedná sa predovšetkým o nadstavenie: - komunikačnej rýchlosti - dĺžka dátového slova - počet stop bitov - typ parity

Žilinská univerzita v Žiline 32 4.6. Popis zariadenia na automatizáciu zasnežovacieho systému Zariadenie na ovládanie automatického zasnežovacieho systému je zložené z nasledujúcich častí: a, procesorové ovládanie b, vstupná časť c, prijímacia a vysielacia časť (mobil) d, zobrazovacia jednotka (LCD displej) e, výstupná spínacia časť f, napájanie g, kolektor vstupu a výstupu a, procesorové ovládanie Kľúčovým prvkom je procesor PIC16F628A. Tento obvod zabezpečuje samotnú komunikáciu s MT, t.j. vysielanie a príjem AT príkazov a je v ňom napálený ovládací program. Jeho činnosť je podporená pasívnymi súčiastkami (viď. schéma zapojenia). Proces ovládania je založený na postupnom behu programu, ktorý ovláda vstupnú časť, výstupnú časť a zobrazovaciu jednotku. Taktovacia frekvencia, ktorá udáva rýchlosť komunikácie je daná kryštálom. Komunikácia s mobilným telefónom prebieha po systémovej zbernici asynchrónne prenosovou rýchlosťou 19 200 bd s parametrami: 8 bitov, žiadna parita a jeden STOP bit. Obr.4.7. Procesor PIC16F628A 8 8 http://www.crownhill.co.uk/product.php?prod=g81

Žilinská univerzita v Žiline 33 b, vstupná časť Vstupnú časť popisovaného zariadenia tvorí osadený integrovaný obvod TLP 627 4. Táto vstupná časť slúži ako kontrola funkcie zasnežovacej jednotky ako aj alarm proti neoprávnenému zásahu do zariadenia. Na túto vstupnú časť môžeme pripojiť až štyri vstupy alarmu. Na vstupnú časť procesorového ovládania je zapojený GSM mobilný telefón SIEMENS S55 cez dátovú zbernicu Rx a Tx. Obr.4.8. Integrovaný obvod TLP 627 4 9 c, prijímacia a vysielacia časť (mobilný telefón) Prijímacia a vysielacia časť je tvorená sériovo vyrábaným mobilným Telefónom SIEMENS S55, ktorý je ovládaný procesorom cez AT príkazy. Pre tento typ telefónu som sa rozhodol kvôli jeho dostupnosti a hlavne kvôli zabudovanému GSM modemu Jeho úlohou je komunikácia medzi zariadením automatického ovládania a jeho predurčeným riadiacim pracoviskom. Telefón obsahuje taktiež veľké množstvo funkcií, ktoré sú však pre túto aplikáciu nepodstatné. Výmena riadiacich a užitočných dát medzi MT a riadením sa dá realizovať dvoma spôsobmi: 1. Použitím Ird rozhrania, alebo 2. pomocou systémovej zbernice Pre jednoduchosť realizácie bola zvolená systémová zbernica, vyvedená na 12 pinový konektor. 9 http://lamson.ftp4me.com/lamson%20all%20parts%20picture/ic/page_16.htm

Žilinská univerzita v Žiline 34 Obr.4.9. Konektor SIEMENS S55 Pin Označenie Funkcia Poznámka IN / OUT 1 GND elektrická zem 2 SB Rozpoznanie / ovldanie LOW = 150 ma nabíjanie IN / OUT nabíjačky batérie HIGH = 1A nabíjanie 3 CHARGE Nabíjacie napätie U = 6,1V - 8,0V IN 4 BAT Napájacie napätie pre príslušenstvo U = 3,0V - 3,9V Umin = 2,6V OUT Imax = 100mA 5 DATA OUT Výstupné dáta OUT 6 DATA IN Vstupné dáta IN 7 Z_CLK Taktovací signál pre príslušenstvo 8 Z_DATA Kanál údajov pre príslušenstvo DATA CTS CTS len v dátovej prevádzke 9 MICG GND pre mikrofón 10 MIC Mikrofón U = 1,5 Vpp IN 11 AUD Reproduktor U = 1,5 Vpp OUT 12 AUDG GND pre reproduktor Tab.4.3. Popis 12 pinového konektora Obr.4.10. Siemens S55 10 10 www.benqmobile.com/cds/frontdoor/0,2241,sk_sk_0_15_15784_rarnrnrnrn,00,html

Žilinská univerzita v Žiline 35 Technické údaje: Technológia: GSM/900/1800/1900 EGSM; Hmotnosť/Objem: 85 g / 69 cm3; Pohotovostný režim / Čas hovoru: 300 hodín / 6 hodín; Batéria: 700 mah; Prenos dát: GPRS trieda 10; Displej: C-STN farebný (101 x 80); Prístup na internet: WAP 1.2.1; Otvorená softvérová platforma: Bezdrôtová Java (MIDP 1.0, CLDC 1.0); Posielanie krátkych správ: EMS Rel. 4, MMS Rel. 99; E-mail: Klient podporujúci SMTP, POP3, IMAP4; Bluetooth : Integrované; Súprava softvéru Siemens Data Suite: priložená, pre jednoduché pripojenie k PC, synchronizáciu a konfiguráciu GPRS; d, zobrazovacia jednotka Slúži ako vizuálne spojenie zariadenia a obsluhou a tak isto mikroprocesora PIC 16F628A. Informuje obsluhu o aktuálnom stave zariadenia, ktoré je tvorené dvojriadkovým šestnásť znakovým LCD displejom, s vlastný ovládaním. Jeho podsvietenie si môžeme nadstaviť za pomoci trimera ktorým regulujem podsvietenie LCD displeja. Obr.4.11. LCD displej. 11 e, výstupná spínacia časť Výstupná časť je tvorená spínacím relé TYP: RS 351 803 s odporom vinutia 36 Ω na ovládacie napätie 5V. Spínacie relé je ovládané z výstupu procesorového riadenia 11 www.conrad-sk.com/

Žilinská univerzita v Žiline 36 cez oddeľovací tranzistor. Týmto obvodovom je realizované spínanie výkonovej časti zasnežovacieho zariadenia. f, napájanie Napájanie je realizované s akumulátorového zdroja PANASONIC 12V, 1,3 Ah, ktoré je pripojené cez riadiacu jednotku Jablotron k napájaniu 24V odvodeného cez transformátor s elektrickej siete. Má nepatrný vnútorný odpor, čiže nepatrné samovybíjanie. Aktuálny stav nabíjania a kapacity akumulátora je indikovaný opticky dvoma let diódami. Cez toto napájanie je zabezpečené neustále dobíjanie mobilného telefónu. Jeho hlavné výhody vidím pri výpadku elektrickej energie, kde za pomoci zálohového zdroja bude mobilný telefón zasnežovacieho zariadenia v pohotovostnom režime a môžem s ním naďalej komunikovať ( znovu uvedenia zariadenia do prevádzky ak budem mať elektrickú energiu). Ďalšia výhoda zálohového zdroja je v tom, ak nebudem zasnežovacie zariadenie používať (napr. vplyvom nízkych mrazov), nebudem k nemu dodávať stály prúd a zálohový zdroj využijem na alarm v prípade neoprávnenému vstupu alebo zmeny polohy zasnežovacieho zariadenia napríklad z dôvodu odcudzenia. Obr.4.12. Akumulátorový zdroj PANASONIC 12V, 1,3 Ah. 12 12 http:// http://www.conrad-sk.com/

Žilinská univerzita v Žiline 37 g, konektor vstupu a výstupu Obr.4.13. Konektor W1 W6 viď. na schéme zapojenia. Obr.4.14. Bloková schéma diaľkového ovládania zasnežovacej jednotky

Žilinská univerzita v Žiline 38 5. UVEDENIE ZARIADENIA DO PREVÁDZKY 1, Inicializácia LCD displeja: Po uvedení zariadenia do prevádzky (pripojením na sieť), alebo zapnutím akumulátorového zdroja sa nám na dvojriadkovom šestnásť znakovom LCD displeji, s vlastný ovládaním zobrazí názov Diplomová práca 05-06. Uvedený názov sa nám dá zmeniť za pomoci príkazov programu, ktoré môžeme vykonať programovaním procesora 16F628A. Tento stav trvá približne 4 sekundy. LCD displej nám slúži na vizuálnu kontrolu chodu zasnežovacej jednotky. 2,Inicializácia mobilného telefónu: Po uvedení mobilného telefónu do prevádzky za pomoci PIN kódu pripojíme mobilný telefón na príslušný výstup ( dátový kábel). Mobilný telefón komunikuje s procesorom PIC 16F628A po linke Tx a Rx za pomoci AT príkazov. 3,Test pripojenia mobilného telefónu: Zariadenie je nakonfigurované na mobilný telefón SIEMENS S55, ktorý je pripojený dátovým káblom k jednotke automatického ovládania zasnežovacej jednotky. Tento dátový kábel nám zároveň slúži aj na dobíjanie stavu batérie mobilného telefónu. Ak z nejakých príčin nieje mobilný telefón pripojený na dátový kábel, sa nám na displeji zobrazuje KONTROLA SPOJENIE S MT, až pokiaľ sa porucha neodstráni. Ak je mobilný telefón pripojený na dátový kábel začnú sa kontrolovať jednotlivé vstupy. 4,Telefóny zoznam: Po zistení vstupných informácií nám mobilný telefón vypíše za pomoci LCD displeja telefónne čísla, ktoré môžu zariadenie obsluhovať. Zariadenie môžu obsluhovať telefónne čísla, ktoré sú uložené na druhej a tretej pozícii v SIM karte, ktoré som si vopred zadal a môžem ich podľa danej situácie meniť. Napríklad pri zmene obsluhy. Mobilný telefón bude zasielať SMS správy obidvom pozíciám v tom poradí ako sú uložené na SIM karte.

Žilinská univerzita v Žiline 39 5, Test vstupov: Po uvedení zariadenia do prevádzky a krokoch, ktoré som uviedol v predošlých bodoch nám zariadenie testuje vstupy. Ak je zariadenie pripravené a je v pohotovostnom režime sa nám na displeji zobrazí test vstupov O.K.. Ak by zariadenie v poriadku nebolo sa nám na konci zobrazí výkričník. 6, Test alarmového vstupu: Proti narušeniu zariadenia neoprávnenou osobou nám slúži alarm. Slúži na princípe spojenia obvodu napríklad pri otvorení ovládacieho zariadenia v takom prípade mobilný telefón vytáča mobilné telefónne číslo, ktoré je umiestnené na druhej pozícii v SIM karte, približne po piatich pre zvoneniach vytáča mobilné telefónne číslo, ktoré je umiestnené na tretej pozícii na SIM karte. Tento alarm sa dá využiť napríklad aj proti pohybu zasnežovacej jednotky. 7, Test príchodzieho volania: Porovná s číslami, ktoré majú oprávnenie na ovládanie daného zariadenia to sú telefónne čísla z druhej a tretej pozície na SIM karte, ak áno komunikuje s ním v tvare SMS správy a to nasledovne: Ak chceme zariadenie uviesť do prevádzky vyšleme správu v tvare SMS 1 a odošleme na telefónne číslo, ktoré je pridelené danému zasnežovaciemu zariadeniu, ktoré ho prijme zapne výstupné relé (zasnežovacie zariadenie je zapnuté). Po tomto kroku mobilný telefón daného zasnežovacieho zariadenia automaticky vyšle SMS správu mobilným telefónom, ktoré má uložené na druhej a tretej pozícii na SIM karte. SMS je v tvare Zariadenie je zapnuté! Ak vyšleme správu v tvare SMS 0 vypne sa výstupné relé a zasnežovacie zariadenie ukončí svoju činnosť. Po tomto kroku mobilný telefón daného zasnežovacieho zariadenia automaticky vyšle SMS správu mobilným telefónom, ktoré má uložené na druhej a tretej pozícii na SIM karte. SMS je v tvare Zariadenie je vypnuté! 8, Ukončenie: Po ukončení každého podprogramu sa program vracia na krok číslo 6.

Žilinská univerzita v Žiline 40 5.1. Modul zálohového zdroja ZZ 12 Tento modul slúži na napájanie ľubovoľného zariadenia zálohovaným jednosmerným napätím 12 V. Maximálny trvalý odber z výstupných svoriek modulu môže byť až 500 ma. Špičkový odber je povolený až do hodnoty prúdu 1A (pri tomto prúde však už nieje dobíjaný akumulátor). Modul sa nasúva priamo na zálohovací akumulátor 12V, 1,3 Ah (typ SA 214/1.3). Pre správnu funkciu musí byť za normálnych podmienok na vstupné svorky pripojené striedavé napájanie napätie 15V/600mA. Prítomnosť sieťového napájania signalizujú dve LED diódy. Obvod automaticky dobíja použitý zálohovací akumulátor. Obr.5.1. Modul zálohovaného zdroja ZZ 12 13 5.2. Zhodnotenie a odskúšanie funkčnej vzorky riadiacej jednotky S funkčnou vzorkou som absolvoval mnoho testovaní. Hlavne tým myslím odosielanie SMS správ, s ktorými sa táto funkčná vzorka ovláda. Či to už boli SMS správy odosielané od prvého, alebo druhého obsluhovateľa, či už priamo vysielanie SMS správ od samotnej funkčnej vzorky v podobe hlásení o aktuálnom stave zariadenia zasnežovacej jednotky. 13 http://www.jablotron.cz/ezs.php?pid=products/zz-12

Žilinská univerzita v Žiline 41 Po všetkých týchto testoch môžem zodpovedne prehlásiť, že funkčná vzorka je spoľahlivá. Taktiež som ju priamo aplikoval do zasnežovacej jednotky a konkrétne do tej, ktorá je znázornená na obr.1.1. a spúšťal som priamo zasnežovaciu jednotku. Ako som od toho čakal vzorka pracovala na 100%. Taktiež veľkou výhodou je aj zabudovaný alarmový systém. Jeho hlavné uplatnenie vidím pri vniknutí do ovládacej skrine, ale taktiež na zabezpečenie proti pohybu, alebo krádeži, ktoré sú dnes na dennom poriadku, keďže zasnežovacie zariadenie nieje lacná záležitosť. Do popredia chcem vyzdvihnúť aj hlásenie o stave zariadenia za pomoci SMS správ na dve samostatné mobilné stanice. Jednu mobilnú stanicu bude obsluhovať operačný pracovník a druhú bude mať napríklad jeho zamestnávateľ. Cez SMS správy bude informovaný kedy sa zasnežovacia jednotka zapla, vypla a taktiež signalizáciu alarmu prezvonením. Na záver chcem poznamenať, že musíme dbať na to aby bol mobilný telefón dostatočne nabitý, lebo znižovaním kapacity batérie klesá jeho výkon a spustiť zasnežovaciu jednotku sa nemusí podariť. S toho dôvodu som zabezpečil neustále dobíjanie mobilného telefónu za pomoci náhradného akumulátorového zdroja PANASONIC 12 V.

Žilinská univerzita v Žiline 42 6. ZÁVER Cieľom mojej diplomovej práce bol návrh využitia siete GSM na automatizáciu zasnežovacieho systému. Hlavné výhody vidím v pokrytí sieťou GSM, ktorá je skoro 100%, ďalej v tom že užívateľovi stačí mať pri sebe len mobilný telefón a nemusí mať zvlášť ďalšie zariadenie s prijímačom. V zariadení som sa snažil použiť minimálny počet súčiastok, a preto je mnou navrhnutý systém diaľkového ovládania zasnežovacej jednotky spoľahlivejší. Univerzálnosť a flexibilita systému diaľkového ovládania je ďalšou výhodou, ak chceme princíp v ktorom sa využíva komunikácia medzi mobilným telefónom a procesorom, využiť podľa požiadaviek zákazníka aj pre iné aplikácie. Výsledkom mojej práce bolo zhotovenie funkčnej vzory na automatizáciu zasnežovacieho systému čo sa mi aj podarilo.

Žilinská univerzita v Žiline 43 Zoznam použitej literatúry: [1] Interné materiály firmy Tatrawest spol. s.r.o. [2] http://www.hdp.at/html/de/gemini_eco/eco.shtml [3] DOBOŠ L, DÚHA J, MARCHEVSKÝ S, WIESER V: Mobilné rádiové siete. Žilina: EDIS, 2002. ISBN 80 7100 936 9. [4] BLUNÁR K, DIVIŠ Z: Telekomunikačné siete, časť 4. Žilina: EDIS, 2000. [5] FLAJZER T: Amatérske rádio, Signalizace poplachu s telefónem GSM. Praha: EDIS, 12/2001, str. 10 12 a AR 1/2002, str. 17 18. [6] http://www.orange.sk/private/3g/videocall/default.dwp [7] http://rs232.hw.cz/#konvertory [8] http://www.crownhill.co.uk/product.php?prod=g81 [9] http://lamson.ftp4me.com/lamson%20all%20parts%20picture/ic/ page_16.htm [10] www.benqmobile.com/cds/frontdoor/0,2241,sk_sk_0_15_15784_rarnrnrnrn, 00,html [11] http://www.conrad-sk.com/ [12] http://www.jablotron.cz/ezs.php?pid=products/zz-12

ČESTNÉ PREHLÁSENIE Vyhlasujem, že som zadanú diplomovú prácu vypracoval samostatne, pod odborným vedením vedúceho diplomovej práce doc. Ing. Rudolfom Hroncom PhD. a používal som len literatúru uvedenú v práci. Súhlasím so zapožičiavaním diplomovej práce. V Žiline dňa 19.06.2006... podpis diplomanta

Poďakovanie Záverom diplomovej práce by som rád poďakoval doc. Ing. Rudolfovi Hroncovi PhD. za jeho cenné rady a pripomienky, ktoré mi pomohli pri riešení danej problematiky.

ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií DIPLOMOVÁ PRÁCA Prílohová časť 2006 Miroslav Jantoľák

Zoznam príloh: Príloha č.1: Tabuľka AT príkazov. Príloha č.2: Schéma zapojenia. Príloha č.3: Vývojový diagram. Príloha č.4: Elektronika procesorového zariadenie Príloha č.5: Funkčná vzorka na automatizáciu zasnežovacieho systému.

Príloha č.1. AT príkaz popis príklad povelu do MT AT ATD AT+CPBR AT+CPBS AT+CPMS AT+CMGL Umožňuje otestovať komunikáciu s MT. Vytočenie telefónneho čísla Vyčíta z MT zoznamu telefónne čísla, ktoré majú oprávnenie ku vzájomnej komunikácii. Definuje pozíciu telefónneho zoznamu v MT. Podľa poradia vysiela aj SMS najskôr 2 a potom 3 pozícii. Definuje pamäť pre prácu s SMS. Vypíše SMS správy. AT <CR> ATD0905338254 AT+CPBR=2,3 <CR> AT+CPBS="SM" <CR> AT+CPMS="SM","SM " <CR> AT+CMGL=0 <CR> príklad odpovede z MT OK OK +CPBR: 2,"0905338254" +CPBR: 3,"0907814201" OK OK +CPMS,1,10,1,10 OK +CMGL:1,0,,20 07912491500333 3 0240C912491708 84922000060102 0 905152400131 OK poznámka Zariadenie je pripravené k obsluhe MT vytočí tel.č.0905338254 Vyčíta z MT zo zriadenia tel. čísla, ktoré sú uložené na SIM karte na 2 a 3 pozícii. Tie môžu obsluhovať zariadenie. "SM" = znak pre výber tel. zoznamu na SIM karte "SM" = pamäť SIM karty. Číslo v príkaze udáva typ čítaných správ: Pre ***SIEMENS** * 0 - prijaté, nečítané správy 1 - prijaté, prečítané správy 2 - uložené, neodoslané správy 3 - uložené, odoslané správy

4 - všetky správy AT+CMG D Zmazanie príslušnej SMS správy z dôvodu kapacity pamäte. AT+CMGD=1 <CR> OK Číslo v príkazu udáva pozíciu správy, ktorá má biť vymazaná. AT+CMSS Odošle SMS správu uloženú v zozname. AT+CMSS=1 <CR> +CMSS:.2,3 OK Číslo v príkazu udáva pozíciu správy v zoznamu. SMS musí biť uložená aj s telefónnym číslom. AT+CLIP Zapne zobrazenie telefónneho čísla prichádzajúce j SMS. AT+CLIP=1<CR> OK Pri prichádzajúcej SMS to potom vypadá takto: RING +CLIP: 0905338254", ATE Zapína a vypína echo z MT cez SMS vypnuté echo znamená že pri zadaní povelu do MT sa vám pred potvrdením vráti i zadaný príkaz. Zariadenie je zapnuté. Príklad vypnutia echa: ATE0<CR> Príklad zapnutia echa: ATE1<CR> OK Echo sa vypne pokiaľ do príkazu zadáte nulu. Echo sa zapne pokiaľ do príkazu zadáte jednotku.

Príloha č.2.

Príloha č.3. A = podmienka splnená N = podmienka nesplnená

Príloha č.4.

Príloha č.5.