无线家庭自动化 2.4GHz 与 433MHz

电器工程 Arduino 无线的 干涉 家庭自动化 433兆赫
2022-01-20 13:41:38

项目规格

- 这是一个 **Arduino** 项目 - 这应该是国际适用的

我正在从事一个家庭自动化项目,该项目可能会进入较小的生产阶段。该项目是无线的,连接将按如下方式管理:

  • 您将拥有多个从节点和一个主节点。
  • 所有这些节点都将传输和接收数据。例如
  • 接收:命令开关继电器,打开交流电等。
  • 发送:光耦数据,看灯是否亮,温度等。

乐队

我有 2 个乐队选项:
  • 2.4 GHz 频段
  • 433兆赫频带

2.4GHz

优点:
  • 大数据传输率(不是那么重要)
  • 此处提供带天线的廉价收发器

缺点:

  • 小范围,通过使每个节点成为中继器来解决。如果不是它,它会反弹信号,但会记下数据包 id,因此如果另一个节点反弹数据包,则该节点不会陷入无限循环)
  • 很多干扰

问题:

  • 是否有任何政府法规限制该频段的占空比?
  • 会不会受到其他无线网络的严重影响?
  • 其他信号是否会使信号难以读取(我以前从未使用过这个频段)?
  • 中继器的想法会奏效吗?

433兆赫

优点:
  • 范围大
  • 良好的穿墙性
  • 干扰小

缺点:

  • 真的很贵的收发器
  • 如果我不使用收发器,而是使用 1 个接收器和 1 个发射器(更便宜),我将需要 2 个天线,它的成本与带天线的 2.4 GHz 收发器差不多

问题:

  • 1 个接收器 + 1 个发射器会互相严重干扰吗?
  • 这个乐队拥挤吗?
  • 是否有任何政府法规限制该频段的占空比?

建议

随时给我任何建议!
4个回答

将其放在答案中只是因为在这里输入更容易。我在家里做了一个类似的自动化项目,就像你描述的那样,所以我会分享一下我在项目完成时的感受。我用 TI MSP430 @ 900Mhz 做了定制板,只是用以太网作为接入点的 MSP430 点对点。我希望我选择了 433Mhz,我希望它的范围对我来说会更好。

我选择了 900Mhz,就像你一样,我正在寻找不在 2.4Ghz 中的东西,我认为它会挤满 wifi 和无绳电话。不过我想要一个小天线,所以我选择了 900 而不是 433。使用我的小 TI SA,我附近有其他 900Mhz 源,但并不拥挤。

在所有这些频段中肯定存在功率限制和传输时间限制。TI 有一篇关于这些 ISM 频段的法规遵从性的精彩应用说明。最值得注意的是,如果您进行跳频,您将被允许使用比您选择一个频道并坚持使用更多的功率。这需要做更多的工作,对我来说,它对电池寿命有影响。我的节点休眠并轮询以从我的手机中查找命令。如果我使用跳跃,他们必须醒来并首先找到消耗更多功率的 AP 频率。

我认为,如果您查看一些微控制器解决方案,您会发现相当便宜的 433Mhz 收发器。这是 900 的另一个原因。

啊,对于您关于干扰的其他问题,这取决于它,当然,设计一个您始终可以访问您的频道并且没有其他人干扰的系统会更容易。知道您必须处理干扰将导致您处理诸如重新传输、消息已发送的确认、可能像 CRC 之类的错误检查和冲突延迟之类的事情。

真的这不是一件坏事,你最终会制造出更强大的产品。你不想给你的开关发送一个信号来打开它并且让它永远不会到达那里。最好期待干扰并使您的系统足够强大以再次尝试。

中继器绝对可以工作,人们一直在使用它们。对我来说,中继器推断它会一直打开,因此对于电池供电的 EP 来说并不好,但还有其他网状网络策略也可以工作。我会先点对点开始,但你总是可以直接潜入。

只是我的 2 美分,祝项目好运。

是否有任何政府法规限制该频段的占空比?

是的,取决于调制和功率输出,对于窄带信号,FCC 和 ETSI 在 2.4GHz 频段都有占空比限制。宽带(500KHz 及以上)在 FCC 规则下具有 PSD 要求。

会不会受到其他无线网络的严重影响?

取决于您所在地区的拥堵程度。ISM频段的所有用户都应该是好邻居,即不要造成太大的干扰并容忍他人。

其他信号是否会使信号难以阅读(我以前从未使用过这个频段)?

取决于您的收发器。有些在某些调制方案下具有良好的灵敏度和选择性,有些则没有。

中继器的想法会奏效吗?

网状网络工作,但数据带宽每跳减半。Zigbee 是网状网络的一个示例。

1 个接收器 + 1 个发射器会互相严重干扰吗?

如果您不同时执行它们,则不会。

这个乐队拥挤吗?

欧洲的 433MHz 有 ~1.7MHz 作为 ISM,它可以拥挤在停车场(汽车 FOB)。

是否有任何政府法规限制该频段的占空比?

是的,取决于您的调制和功率水平。

过去我在使用这些小型 443MHz 发射器和接收器模块时遇到过问题。原来,Wii-U 使用了这个频率。

如果您不介意低吞吐量,我建议您使用 ESP8266 WiFI 模块。我刚开始将其中一个用于我正在建造的大型挂钟。它们非常便宜(< 4 美元)。

如果您使用的是 2.4GHz,请记住微波炉、WiFi 和蓝牙设备使用这些频率,所有这些都可能对家庭造成不必要的干扰。

此外,让您的数据包跳跃会变得非常麻烦。需要非常小心的工作来防止下一跳上的数据包冲突和永不结束的核数据包。

433MHz 收发器没有理由变得昂贵,因为 Silicon Labs 的Si4432约为 3 美元。Newegg 有一些来自中国的东西,价格约为 14 美元。(不过,我不会保证它的质量!)