Американская фирма Enfora является одним из ведущих производителей GSM/GPRS/EDGE модулей и модемов для М2М приложений и систем GPS/GSM мониторинга.

В состав серии GSM/GPRS/GPS трекеров Enfora Spider входят пять моделей: MT-Gi GSM2354, MT-Gi GSM2356, MT-Gu GSM2358, mini MT GSM2228, AT, GSM5108 [1-4].

В 2011 году в коммерческую продажу поступили еще три новые модели серии Spider: MT2500 (GSM2418); MT3000 (GSM2374/76); Mini MT (GSM2428).
Spider MT2500 (внутрифирменное название GSM2418) – это новый GSM/GPRS/GPS - трекер для транспортных средств [4]. Модем может работать в четырех диапазонах GSM: 850/1900 МГц и 900/1800 МГц. Блок GSM/GPRS выполнен на базе нового модуля Enfora GSM0408 [5].
В режиме GSM поддерживаются функции: Text, PDU, MO/MT, Cell Broadcast, AMR, EFR, FR & HR.

Параметры режима GPRS соответствуют классу «В» (Class B, Multislot 2, GSM/GPRS Rel 97, AMR Rel 99, CS1-CS4, PBCCH/PCCCH).
Мощность передатчика в режиме GPRS (Class 4, 850/900 МГц - 2 Вт и в режиме GPRS (Class 1, 1800/1900 MHz) - 1 Вт.
В режиме GSM/GPRS в данной модели реализованы протоколы PPP, UDP API, TCP API, UDP PAD, TCP PAD. Сессия TCP/UDP и PPP соединение поддерживаются непрерывно в течение всего времени выполнения других функций.

В блоке GPS использован новый модуль Enfora GPS0403. В трекере GSM2418 имеются встроенные антенны GSM (850/1900/900/1800 МГц) и GPS (центральная частота: 1575.42 МГц).
В стандартном рабочем режиме модем постоянно получает данные со спутников GPS и передает навигационную информацию на центральный сервер.

Для работы с GPS сообщениями в МТ2500 используются протоколы обмена: NMEA, TAIP, Enfora binary. С центральным сервером модем обменивается NMEA – сообщениями в формате: GGA, GLL, GSV, GSA, RMC, VTG. Имеется функция хранения GPS – сообщений в энергонезависимой памяти модуля [4]. Модем может работать с десятью серверами.

В режиме GPS также поддерживаются функции: виртуальный одометр, фиксированные геозоны и формат буферированных сообщений.
Основные отличия новой модели GSM2418 от предыдущей модели GSM2356 заключаются в том, что в трекере GSM2418 имеется встроенный трехмерный акселерометр, дополнительные вводы/выводы, два аналоговых входа (АЦП), снижен диапазон напряжения питания.

Кроме того, в модели GSM2418 использованы новые схемотехнические решения, снижающие энергопотребление, а также расширены библиотеки специальных АТ - команд и служебных сообщений.
В отличие от GSM2358, в модеме GSM2418 не поддерживается режим GFMI.
В модеме МТ2500 в полном объеме поддерживаются уникальные преимущества продукции Enfora, прежде всего - PAD и Event Processing.
В том случае, когда полностью не доступен GPRS режим и пропадает GSM соединение, модем накапливает в энергонезависимой памяти информацию, получаемую со спутников GPS и информацию, поступающую от системы телеметрических датчиков. При этом модем в автоматическом режиме постоянно пытается восстановить GSM/GPRS соединение. Как только такое соединение будет восстановлено, модем отправит накопленную информацию на центральный сервер.

Кроме работы в автоматическом режиме предусмотрено и ручное управление. Оператор с центрального диспетчерского пульта может запрашивать дополнительные данные, а также перепрограммировать модем через Интернет и через короткие сообщения SMS.

Диапазон напряжений питания модема GSM2418 составляет (9 – 16 В). Следует обратить внимание на то, что в данной модели максимально допустимое напряжение составляет 16 В. Поэтому, его нельзя подключать непосредственно к бортовой сети автомобилей с напряжением 24 В. Для подключения модема к сети грузового автомобиля с аккумуляторами 24 В.следует применять развязку между двумя аккумуляторами (12 В) или использовать понижающий фильтр.

Опционно модемы могут поставляться с предохранителем по входу питания. Модем может поставляться со встроенным аккумулятором резервного питания и без него. Аккумулятор имеет емкость 230 мАч и предназначен для кратковременной работы в случае потери основного питания. Габаритные размеры 82 x 46 x 21 мм. Внешний вид GSM2418 показан на рисунке 1.

Рис. 1. Внешний вид модема GSM2418

Модем размещен в герметичном, ударопрочном, пожаробезопасном пластмассовом корпусе. На боковых панелях модема размещены три светодиодных индикатора режимов работы и интерфейсный разъем Molex (16 контактов). На этот разъем выведены: аудиоинтерфейс, питание, USB 2.0, пользовательские вводы/выводы.
Три светодиодных индикатора информируют о наличии питания и статусе соединений GSM, GPRS, GPS.
Держатель SIM – карты расположен внутри герметичного корпуса (рис. 2).

Рис.2. Внешний вид модема GSM2418 со снятой крышкой

Встроенный трехкоординатный цифровой акселерометр фиксирует любые пространственные перемещения модема.
Например, в случае буксировки автомобиля с отключенным двигателем модем сразу передаст на центральный пульт сигнал тревоги и будет показывать траекторию перемещения автомобиля на штрафную стоянку. Поскольку акселерометр фиксирует любые перемещения, то тревожное сообщение будет передано на центральный сервер, даже в случае незначительной аварии (резкое торможение или ускорение, лобовой, боковой, задний удары).

Акселерометр может быть запрограммирован с учетом изменения следующих параметров:

• Режим работы (нормальный, ждущий);
• Пауза «пробуждения» (20 - 2560 мс);
• Частота измерений (0 – 25 раз в секунду;
• Коэффициент фильтраци;
• Полоса пропускания фильтра;
• Установка пространственной ориентации устройства.

Программирование акселерометра осуществляется с помощью специальных АТ – команд [6]. Так, например, при монтаже акселерометр ориентируют относительно корпуса автомобиля с помощью команды AT$ACCORN. Команда AT$ACCAM позволяет устанавливать все допустимые значения параметров движения. Команда AT$ACCDBG выводит на экран настройки акселерометра. Команда AT$MGCCFG используется для автокалибровки положения акселерометра в пространстве. Всего для управления акселерометром используется десять АТ – команд [6].

Для подключения внешних устройств используется разъем «Molex 43025-1600» (16-контактный разъем типа MicroFit).
На интерфейсный разъем Molex выведены следующие контакты:

• Микрофон дифференциальный аудио ввод (+);
• Микрофон дифференциальный аудио ввод (-);
• Питание от ключа зажигания;
• USB, D+;
• USB. D-;
• «Земля» (корпус автомобиля);
• Программируемый цифровой вывод общего назначения GPO4;
• Программируемый цифровой вывод общего назначения GPO5;
• Дифференциальный аудио вывод EARP;
• Дифференциальный аудио вывод EARN;
• Постоянное питание от аккумулятора (9 - 16 В);
• USB, Vbus
• Программируемый цифровой ввод общего назначения;
• Вывод общего назначения с «защелкой»;
• Аналоговый ввод ADC1, (0 – 12 В);
• Аналоговый ввод ADC2, (0 – 12 В).

Модем MT2500 поддерживает голосовой канал в диапазонах GSM 850/900/1800/1900 МГц. Для подключения микрофона и динамиков используются контакты 1 и 2.

В модеме МТ2500 поддерживается полный стандартный интерфейс USB 2.0, выведенный на 16 – контактный разъем. Кабель USB для подключения к интерфейсному разъему модема поставляется отдельно. Интерфейс USB используется только при начальном программировании модема под задачи конкретного пользователя. В дальнейшей работе этот интерфейс не нужен. В случае необходимости можно удаленно изменить параметры модема по сети Интернет или с помощью АТ- команд, посланных в виде SMS.
На контакты 15 и 16 интерфейсного разъема выведены входы АЦП (A/D_IN2 и A/D_IN1).

Модем МТ2500 имеет два независимых АЦП с параметрами:

• Диапазон входных аналоговых сигналов: от 0 to 16 В;
• Разрешение: 10 бит;
• Чувствительность: 0.0156 В/бит;
• Перестраиваемые диапазоны: от 0 до 1023;
• Точность входного резистивного делителя напряжения: +/- 1%.

Режимы работы АЦП программируется с помощью специальных АТ – команд. Команда AT$IOADC показывает значения напряжения на соответствующем входе. Значения выводятся в децимальном формате в диапазоне от 0 до 1023.

Наличие АЦП позволяет подключать к модему различные аналоговые датчики с уровнем выходного сигнала до 16 В. Таким образом можно вести постоянный удаленный контроль параметров автомобиля и состояния водителя, например расхода топлива и частота пульса водителя.
В модели MT2500 на интерфейсном разъеме имеются отдельные контакты для пользовательских вводов общего назначения (GPI) и пользовательских выводов общего назначения (GPO). Такой подход значительно упрощает подключение внешних устройств и создание прикладных утилит для их управления.

В модеме имеется один программируемый ввод «Pull-Up/ Pull –Down» (GPI1), два программируемых вывода пользователя (GPO2, GPO5) и один вывод пользователя с «защелкой» (GPO3).
Логические вводы/выводы модема имеют следующие электрические параметры:
• верхний логический уровень в режиме входного события (Input): 2,2 В;
• нижний логический уровень входного события (Input): 1 В;
• верхний логический уровень выходного события (Output): 3 В;
• нижний логический уровень выходного события (Output): 0 В;
• максимальный ток при работе в режиме источника тока: 350 мкА;
• максимальный ток при работе в режиме потребления: 3.7 мА.

Вводы/выводы GPI1, GPO2, GPO5 используются для подключения внешних слаботочных устройств с цифровым выходом.
Пользовательский логический ввод модема GPI1 представляет собой программируемый Pull-Push интерфейс. Иными словами, этот GPI1 играет роль согласующего ввода с функцией программируемой установки уровней напряжения в ненагруженном состоянии.

В том случае, когда GPI1 не нагружен на внешнее устройство, он автоматически устанавливается в верхнее логическое состояние в режиме Pull-up и в нижнее логическое состояние в режиме Pull-down.
Пользовательский вывод модема GPO3 может быть использован только как логический вывод. Полезным свойством этого вывода является фиксация логического состояния, которое сохраняется при перезагрузке модема. Кроме того, у этого вывода имеется дополнительная функция, позволяющая подключать к нему реле, управляющее устройствами с рабочими токами до 1,5 А. Например, GPO3 может быть использован в экстренных случаях для удаленной блокировки двигателя автомобиля или дверей с центрального диспетчерского пункта.

Отличительной особенностью продукции Enfora является встроенное программное обеспечение - Event Processing (обработка событий) Это ПО позволяет пользователю самому создавать новые AT – команды и решать прикладные задачи без внешнего микроконтроллера и дополнительных управляющих программ. Например, использование функции Event Processing дает возможность даже неопытному пользователю легко адаптировать трекеры Enfora практически к любой интерактивной картографической системе и наблюдать положение объекта на карте в реальном масштабе времени.

В качестве еще одной полезной функции модема МТ2500 можно назвать «User variables» (переменная пользователя), которая позволяюет сохранять дополнительные значения определенных параметров во флэш-памяти модема [8].

Эти значения автоматически сохраняются при сбросе программного обеспечения. Как правило «User variables» используeтся совместно с функцией «Event Processing» в качестве расширения при описании значений «входных триггерных событий».
Этот механизм позволяет пользователю передавать данные, которые невозможно описать в стандартном выходном формате «Parm2 output Bit –Mask» и сохранять в стоке системных переменных.
Например, команда AT$EVENT=99,3,128,3,9 копирует значение входного события номер 9 (регистрация в сети GSM) в стэк переменных пользователя «User Variable 3». В качестве другого примера можно привести «входное событие номер 18» для модема МТ2500 при котором в стэк переменных пользователя будет копироваться входное событие «ADC1 status». При этом выходное событие должно быть - Output Event 128.

Функция «User variables» дает возможность отправлять разные формы отчетов в одном сообщении. В альтернативном варианте нужно было бы для каждой формы отчета отдельно отправлять свои собственные сообщения.
При использовании функции «User variables» можно задавать значения таймера таким образом, чтобы сообщение всегда сохранялось в стэке переменных пользователя, даже в случае аппаратного сброса модема (например, потеря питания).

В модеме МТ2500 поддерживается функция FOTA (Firmware Over The Air) - обновление базового программного обеспечения через Интернет [11]. Эта опция используется в тех случаях, когда модемы размещены на удаленных объектах и физический доступ к ним затруднен. Удаленное обновление программного обеспечения FOTA реализуется с использованием FTP-сервера. При этом сам модем выступает в роли FTP-клиента.

Фирма Enfora уведомляет своих пользователей о выходе новой версии программного обеспечения и бесплатно предоставляет исполнительный файл (Delta file), к отором записаны добавления и исправления, внесенные в предыдущую версию модуля. Размер файла перепрошивки зависит от модели, для которой он предназначен, и обычно не превышает 500 кбайт.
Пользователю нужно самостоятельно разместить у себя на FTP-сервере этот файл и с помощью специальных АТ-команд провести апгрейд своего оборудования.

Для отладки оборудования можно воспользоваться тестовым сервером Enfora, адрес которого: http://apitest.enfora.com/udpapp.
Этот сервер постоянно открыт для свободного доступа. С его помощью можно контролировать SMS, NMEA - сообщения с модема GSM2418, а также менять его конфигурацию. Подробно инструкция для связи с тестовым сервером приведена в [5 ]
Модем МТ2500 имеет сертификаты: FCC, GCF, PTCRB, CE, RoHS, Anatel, Emark, Industry Canada, AT&T.
Модем выпускается в двух модификациях GSM2418-00 со встроенным аккумулятором резервного питания и GSM2418-01, без аккумулятора.

---
Литература
1. Enfora Spider MT-Gi, User's Guide, GSM235xUG001, Revision: 1.04
8/31/2010
2. User Guide: GSM2228UG001 Enfora Mini-MT User Guide Revision 1.03
3. Spider AT, GSM/GPRS/GPS quad-band asset tag.
4. MT 2500, User Guide, GSM2418UG001, Version:1.01 June, 2011
5. Enfora Enabler IIIG-BGA Modem Integration Guide. GSM0408IG001 Revision: 1.03
6. Spider MT 2500 AT Command Set (GSM2418AT001)
7. Mobile Tracker Event Cookbook (GSM2000CB001)
8. User Variables Overview Technical Note ENF0000TN001 Revision: 1.0 3/19/2009
9. GSM0000GN012 – Engineering Mode Manual, Serving Cell and Neighbor Cell values, GSM0000GN012, %EM command. Enfora, 2011.
10. Event Monitor and Reporting Overview, Enfora, GSM0000AN015.
11. Enfora FOTA Application Note ENF0000AN002 Revision: 1.02
12. MT3000, User Guide, GSM2374UG001, Version:1.01
13. MT 3000, AT Command Reference, GSM2374AT001, Version:1.16, 21 June, 2011
14. Mini MT, User Guide, GSM2428UG001, Version:1.01, 14 June, 2011.
15. Enfora Mini MT Transition Guide, GSM2428TG001 - 2011
16. Enfora Mini MT AT Commands, GSM2428AT001 – 2011.
17. Enfora Mini MT Cook Book, GSM2428CB001 – 2011.
18. Xavier Clarke, Enfora ScriptGen, Rev 1.0. 2011