Komunikacja radiowa - protokół i aplikacja

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





RF odnosi się do częstotliwości, które mieszczą się w widmie elektromagnetycznym związanym z propagacją fal radiowych. Prąd RF wytwarza pola elektromagnetyczne po przyłożeniu do anteny, która propaguje przyłożony sygnał w przestrzeni. Komunikacja oparta na falach elektromagnetycznych jest wykorzystywana od wielu dziesięcioleci, zwłaszcza w bezprzewodowej komunikacji głosowej i transmisji danych. Częstotliwość sygnału RF jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali pola. Szybkość oscylacji dla częstotliwości radiowych mieści się w zakresie od około 30 kHz do 300 GHz.

Fale RF, które zostały zmodulowane, aby zawierały informacje, nazywane są sygnałami RF. Te sygnały RF mają pewne zachowania, które można przewidzieć i wykryć, a także mogą łączyć się z innymi sygnałami. Do odbioru sygnałów radiowych należy używać anten. Anteny te będą odbierać jednocześnie więcej sygnałów radiowych. Korzystając z tunerów radiowych, można odebrać określone częstotliwości. Dostępnych jest kilka darmowych pasm, które są używane do zdalnego sterowania. Są one również nazywane pasmami ISM (przemysłowe, naukowe i medyczne). Najbardziej atrakcyjne pasmo częstotliwości to 434 MHz.




Dane użytkowe muszą być modulowane na nośniku RF. W tym celu popularne są dwie proste techniki modulacji Amplitude Shift Keying (ASK) i Frequency Shift Keying (FSK). Ze względu na zużycie energii, ASK jest najczęściej implementowane jako kluczowanie ON-OFF (OOK). Wyzwaniem jest znalezienie projektu lub koncepcji anteny, która stanowi doskonały kompromis między kosztem a wydajnością. Jasny projekt RF jest niezbędny do spełnienia przepisów.

Dwukierunkowe łącza do zdalnego sterowania RF:

Wysokiej klasy piloty mogą być używane w oparciu o dwukierunkowe łącza RF. Oprócz łącza między pilotem a sterowanym urządzeniem istnieje dodatkowe łącze zwrotne od urządzenia do kontrolera. To łącze zwrotne może być wykorzystane do zabezpieczenia niezawodności łącza zdalnego za pomocą protokołów uzgadniania i przekazywania użytkownikowi informacji zwrotnej. Dwukierunkowe łącza RF są wdrażane przy użyciu układów scalonych nadajnika-odbiornika RF, które obejmują odbiornik RF i nadajnik RF współdzielące jedną pojedynczą PLL i jedną antenę.



Protokoły komunikacji radiowej:

kontrola

Wizerunek

W celu zwiększenia odporności łącza RF wartości cyklicznej kontroli nadmiarowej (CRC) są często generowane i przesyłane jako część ramki. Odbiornik może wyraźnie zidentyfikować wszelkie błędy bitowe poprzez ponowne obliczenie wartości CRC odebranej ramki danych i porównanie z tą wygenerowaną przed transmisją. Poziom naładowania baterii nadajnika może być sygnalizowany pełnym 4-bitowym lub 8-bitowym polem danych reprezentującym zmierzone napięcie baterii. Systemy umożliwiają jednokierunkową komunikację między dwoma węzłami, a mianowicie transmisję i odbiór.

Moduły RF zostały użyte w połączeniu z zestawem czterokanałowych układów scalonych kodera i dekodera. HT-12E i HT-12D lub HT-640 i HT-648 to najczęściej używane kodery i dekodery odpowiednio w komunikacji radiowej. Koder jest używany do kodowania danych transmisji, podczas gdy odbiór jest dekodowany przez dekoder. Koder będzie używany do przesyłania danych szeregowo zamiast równoległego przesyłania. Sygnały te są przesyłane szeregowo przez RF do punktu odbioru. Dekoder jest używany do dekodowania danych szeregowych w odbiorniku i ukrywa je jako dane równoległe.


Zastosowania komunikacji radiowej

Komunikacja radiowa używana głównie do przesyłania danych bezprzewodowych, aplikacji do przesyłania głosu oraz aplikacji automatyki domowej, aplikacji zdalnego sterowania i aplikacji zorientowanych na przemysł.

Na przykład w aplikacjach automatyki domowej możemy używać przełączników sterowanych radiowo zamiast konwencjonalnych przełączników. W tym celu można użyć pilota RF do sterowania oświetleniem i innymi urządzeniami bez przemieszczania się w inne miejsca. Ta aplikacja jest szczególnie przydatna dla osób niepełnosprawnych fizycznie. W aplikacjach zorientowanych na przemysł do sterowania robotami i pojazdami można wykorzystać komunikację radiową. Pojazdy robotów są na ogół wykorzystywane do ryzykownych operacji, których nie mogą wykonywać ludzie. W tym celu potrzebna jest jednostka nadawcza do sterowania ruchem pojazdów robotów.

Jednostka nadawcza RF do sterowania pojazdem robota

Jednostka nadawcza RF do sterowania pojazdem robota

Jednostka pojazdowa robota sterowana przez jednostkę nadawczą RF

Jednostka pojazdowa robota sterowana przez jednostkę nadawczą RF

Z wielu powodów transmisja RF jest lepsza niż IR (podczerwień). Po pierwsze, sygnał przez RF może podróżować na większe odległości, dzięki czemu nadaje się do zastosowań dalekiego zasięgu. Podczerwień działa głównie w trybie linii wzroku, ale sygnały RF mogą przemieszczać się nawet wtedy, gdy między nadajnikiem a odbiornikiem znajduje się przeszkoda. Transmisja radiowa ma wysoką niezawodność niż zdalna komunikacja na podczerwień. Komunikacja RF korzysta z określonej częstotliwości, ale IR nie będzie używać określonego zakresu i będą miały na nie wpływ inne źródła emitujące podczerwień.

Kredyt zdjęciowy