远程射频通信

电器工程 Arduino 射频 无线的
2022-02-01 13:38:06

在为我的花园玩过 Arduino 和不同类型的传感器之后,现在我正在空闲时间开始一个新项目。

我想使用射频通信,因为我的应用需要一个远程设备,大约2 公里距离

这个想法是只识别哪个单元是,作为远程​​ RFID,但没有 RFID。

我的意思是一些设备/单元放置在某个地方,一段时间后,有人可以将它们移动到另一个地方,所以我想知道它们在哪里,只读取它们通过 RF 发送的信息。我不介意他们的真实位置(GPS),因为我可以从我的顶部窗口看到他们在哪里。我只想知道他们中的哪一个。

  1. 我正在阅读大约 315/434 MHz,但似乎无法在没有高功耗的情况下获得这个距离。
  2. 那么较低的频率(150 MHz)呢?它高于 AM/FM 收音机的许可频段。

    • 我住在一个村庄 - 我有很多地形可以进行我的实验和超过 2 公里的视线。

编辑:

@Hoppo 的想法正是我想要做的。它也让我获得“能量收集”,因为这个想法是发射器配备一个小电池。

此外,发射器必须足够小并且没有天线,以免打扰并避免狗与它们玩耍。

在接收端,我需要更大的天线还是更大的功率都没关系。它将直接连接到 PC 或电源。

此外,正如@Hoppo 所说,我只想发送一个“ping”,一条带有标识符和电池电量的消息,因此数据速率可能低于 9600bps。

3个回答

如果您能够看到设备,那么我们只能假设视线,2km 距离 433Mhz (70cm) 在相当低的功率解决方案下应该没问题。如果您看不到它们,那么这会大大降低 70 厘米处的传输范围,而不会增加功耗。与所有无线电通信一样,它可能很耗电。我使用 434.650Mhz 的 radiometrix NTX2 发射器在 arduino 上创建了类似的项目。我的省电解决方案是打开发射器,发送位置“ping”,然后再次关闭发射器,而不是不断地发射。用arduino轻松完成。

文章 “Extreme Range Links: LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa module for Arduino, Raspberry Pi and Intel Galileo” 提到了 LoRa 扩频调制的测试,它可以将数据发送到 22 公里(13.6 英里)的视距范围内,甚至更远在穿过建筑物的城市环境中到 2 公里(1.2 英里)。在困难的条件下,数据速率显然会减慢“每秒几个字节”。

文章 “IBM、Cisco Back Semtech 的 LoRa Radio for IoT”“远程无线 IoT 协议:LoRa” 提到了其他一些远程、低速率数据协议。

我听说OpenRFIBM LoRaWAN是 LoRa 的开源实现。显然 LoRa 和 OpenRF 的功耗如此之低,以至于一些实现预计将“使用廉价的现成电池运行数年”。

在自由空间中,两点之间的路径损耗由所谓的 Friis 方程(http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation)控制。这仅在自由空间中是正确的,但为估计实际路径损耗提供了一个很好的起点。还有很多更精确的各种复杂度的模型(两条射线模型等)。一般来说,如果你想获得最大距离,低频是你的朋友。当然,它的代价是更大的天线和更低的数据速率(这对您的应用可能无关紧要)。您还希望将天线安装在尽可能高的地面上,并获得更多定向天线(例如八木宇田)。