Mètodes de transmissió de comunicació sense fils i principis tècnics
La comunicació sense fils és un tipus de mètode de comunicació que utilitza les característiques dels senyals d’ona electromagnètica que es propaguen a l’espai lliure per intercanviar informació. La pròpia tecnologia de comunicació sense fils té molts avantatges, menor cost, tecnologia de comunicació sense fils no ha d’establir línies físiques, sense oblidar -se d’un gran nombre de mà d’obra per a cables i la tecnologia de comunicació sense fils no està sotmesa a les limitacions de l’entorn industrial, La capacitat de lluitar contra els canvis en l’entorn és més forta, la resolució de problemes també és més fàcil, en comparació amb la configuració i el manteniment tradicionals de comunicació per cable. diagnòstic, més convenient; Una forta expandibilitat, quan cal ampliar la xarxa, la comunicació sense fils no necessita ampliar el cablejat; La flexibilitat, la xarxa sense fils no està subjecta a restriccions com el terreny ambiental i, en cas de canvis en l’ús de l’entorn, la xarxa sense fils només necessita fer molt pocs ajustaments per adaptar -se als requisits del nou entorn.
Mètodes i tecnologies comunes de comunicació sense fils (dades) es classifiquen en dos tipus: "tecnologia de comunicació sense fils a curt termini" i "tecnologia de transmissió sense fils de llarga distància".
Tecnologia de comunicació sense fils a curt termini
La tecnologia de comunicació sense fils de curta distància es refereix a la transmissió de dades entre els dos costats de la comunicació a través d’ones de ràdio, i la distància de transmissió es troba dins d’un rang relativament curt i el seu rang d’aplicacions és molt ampli. En els darrers anys, els estàndards de comunicació sense fils de curta distància que s’utilitzen més àmpliament i que tenen millors perspectives de desenvolupament són: Zig-Bee, Bluetooth (Bluetooth), banda ampla sense fils (Wi-Fi), Ultra-WideBand (UWB) i Comunicació de camp proper ( NFC).
(1) Zig-Bee:Zig-Bee és una tecnologia de comunicació sense fils de baix abast de baix consum basada en la norma IEEE802.15.4. Zig-Bee deriva del mètode de comunicació dels eixams de les abelles, ja que les abelles (abella) es basen en volar i "brunzit" (zig) les seves ales per comunicar-se amb els seus companys per determinar informació com la direcció, la ubicació i la distància de les fonts d'aliments, constituint així la xarxa de comunicació de l’eixam. Es caracteritza per la seva distància propera, la seva distància de transmissió habitual és 10-100 m; Consum baix d’energia, en el mode d’espera de baix consum d’energia, 2 bateries seques núm. 5 poden suportar un terminal per treballar durant 6-24, o fins i tot més llarg; El seu cost, la quota de protocol gratuïta en zig-bee, el preu del xip és barat; velocitat baixa, a través del zig-bee sovint funciona a la velocitat inferior de 20-250 kbps; Retard de temps curt, la velocitat de resposta de Zig-Bee és més ràpida, etc. S’aplica principalment als camps de control de la llar i l’edifici, el control d’automatització de camp industrial, la recollida i control d’informació agrícola, els llocs públics de detecció i control d’informació, etiquetatge intel·ligent, etc. Es pot incrustar en diversos dispositius.
(2) Bluetooth:És capaç de realitzar dades sense fils de punt a punt o punt-a-multipoint i transmissió de so dins d’un radi 10- i la seva amplada de banda de transmissió de dades pot arribar a un medi de comunicació 1Mbps per a la freqüència de 2,402GHz a 2,480GHz entre el onada electromagnètica. La tecnologia Bluetooth es pot utilitzar àmpliament a la xarxa d’àrea local en tot tipus d’equips de dades i veu, com ara PC, xarxa de marcació, ordinadors portàtils, impressores, màquines de fax, càmeres digitals, telèfons mòbils i auriculars de gran qualitat, etc. , per aconseguir tot tipus d’equips per comunicar -se entre ells en qualsevol moment i en qualsevol lloc.
La tecnologia Bluetooth s’utilitza àmpliament en l’entorn d’oficines sense fils, la indústria de l’automoció, els electrodomèstics, els equips mèdics i l’educació escolar i l’automatització de fàbriques i altres camps, actualment Bluetooth existeix en el problema principal és la mida del xip i el preu és elevat; La capacitat anti-interferència és feble.
(3) banda ampla sense fils (Wi-Fi):És una tecnologia d'accés LAN sense fils basada en protocol 802.11. (L'avantatge destacat de la tecnologia (Wi-Fi) és que té una cobertura LAN àmplia, el seu radi de cobertura pot arribar a ser de fins a uns 100 metres, en comparació amb la tecnologia Bluetooth, (Wi-Fi) és més àmplia; la velocitat de transmissió és molt ràpida , la seva velocitat de transmissió pot arribar a 11Mbps (802.11b) o 54Mbps (802.11.a), adequat per a un negoci de transmissió de dades d’alta velocitat; El cablejat no es pot restringir per les condicions de cablejat, molt adequades per als usuaris de les oficines mòbils. A les places anteriors mitjançant línies d’alta velocitat. Funcionalitat de la potència transmissora del producte de no més de 100 mil·liwatts, la potència transmissora real de aproximadament 60-70 Milliwatts, en comparació amb els telèfons mòbils, els caminades de mà i altres equips de comunicacions, els productes WiFi, la radiació és més petita.
(4) Ultra-WideBand (UWB):UWB és una tecnologia de comunicació sense portador que utilitza polsos estrets de les ones no sinusoïdals al nanosegon fins al nivell de micro-microsegon Més de diversos centenars de megabits/s. La UWB funciona en una banda de freqüència que oscil·la entre 3,1 GHz i 10,6 GHz, i l'amplada de banda de funcionament mínim és de 500 MHz.
Les seves característiques principals són: alta taxa de transmissió; Potència de transmissió baixa, baix consum d'energia; Confidencialitat forta; Comunicació UWB mitjançant seqüències ajustades al temps, capaços de resistir-se a esvair múltiples; La UWB requereix molt pocs dispositius de RF i microones, cosa que pot reduir la complexitat del sistema. A causa de l’ample de banda elevat ocupat pel sistema UWB, el sistema UWB pot interferir amb altres sistemes de comunicació sense fils existents. L’UWB s’utilitza principalment en un “rang petit” d’alta resolució per penetrar a les parets ”i altres obstacles en els sistemes de radar i imatge.
Aquests dispositius es poden utilitzar per comprovar si hi ha defectes en estructures de formigó i asfalt en edificis, ponts, carreteres, etc., així com per localitzar falles en cables subterranis i altres canonades i per al diagnòstic de malalties. A més, són de gran utilitat en els camps de rescat, prevenció de seguretat, incendis i processament d’imatges mèdiques i mèdiques.
(5) NFC:NFC és una nova tecnologia de comunicació sense fils de camp proper, la seva freqüència de funcionament és de 13,56MHz, desenvolupada a partir de la tecnologia de freqüència de radiofreqüència de 13,56 MHz (RFID), és la mateixa freqüència utilitzada per la popular targeta intel·ligent ISO14443, que proporciona una forma convenient de comunicació per a tots els productes electrònics de consum.NFC utilitza la modulació de Keying de Keying (ASK) d'amplitud, la seva taxa de transmissió de dades és generalment 106kbit/s i 424kbit/s. Els principals avantatges de NFC són: distància propera, amplada de banda elevada, baix consum d’energia, compatible amb la tecnologia de targetes intel·ligents sense contacte, que té una àmplia gamma d’aplicacions en el camp del control d’accés, el transport públic, el pagament del telèfon mòbil, etc.
El context d'aplicació de NFC es pot dividir bàsicament en les cinc categories següents:
Un passatge de contacte, principalment utilitzat en admissió a la conferència, barrera de transport, control d'accés i entrades d'esdeveniments;
B Confirmació/pagament de contacte, que s’aplica principalment a carteres de telefonia mòbil, pagament de transport mòbil i de transport públic;
C Contacte Connection, aquesta aplicació permet que 2 dispositius habilitats per NFC realitzin la transmissió de dades punt a punt;
D de navegació de contacte, que permet a l'usuari conèixer i utilitzar les funcions i serveis que el sistema pot proporcionar a través del telèfon mòbil habilitat per NFC;
E-Contacte de descàrrega, a través de l'equip de terminal amb funció NFC, utilitzant GPRS/CDMA Network per rebre o descarregar informació rellevant per al control d'accés o el pagament i altres funcions.
Tecnologia de transmissió sense fils de llarg abast
Tecnologia de transmissió sense fils de llarga distància: actualment, la tecnologia de comunicació sense fils utilitzada àmpliament en zones remotes inclou principalment GPRS/CDMA, ràdio de transmissió digital, microones d’espectre, pont sense fils i comunicació per satèl·lit, tecnologia de comunicació d’ona curta. S'utilitza principalment en més remots o no adequats per posar línies a la regió, com ara: mines de carbó, mar, contaminació o zones ambientals més greus.
(1) Tecnologia de comunicació sense fils GPRS/CDMA:GPRS (Servei de paquets de ràdio de propòsit general) és una tecnologia de commutació de paquets sense fils basada en el sistema de comunicació GSM desenvolupat i operat per China Mobile, i és una tecnologia entre la segona generació i la tercera generació, generalment coneguda com a 2.5G, que és sense fils Mètode de transmissió desenvolupat mitjançant el concepte de "commutació de paquets". La commutació de paquets encapsula les dades en diversos paquets separats i transmet aquests paquets un per un, en un formular La quantitat de dades, que millora efectivament la utilització de la xarxa. La xarxa GPRS admet tant dades de tipus de circuit com dades commutades per paquets, cosa que facilita la interconnexió amb Internet, en comparació amb les dades del tipus de circuit de la xarxa GSM original. En comparació amb el mètode de transmissió de dades commutada per circuits de la xarxa GSM original, la tecnologia de GRRS original de GRRS té els avantatges de la transmissió en línia en línia en línia en línia.
CDMA (que és la divisió de codis múltiples d’accés) és un nou sistema de comunicació sense fils operat per China Telecom basat en la tecnologia de divisió de codis i la tecnologia d’accés múltiple, i el seu principi es basa en la tecnologia de l’espectre de difusió.
(2) Comunicació de ràdio de transmissió digital:La ràdio de transmissió digital és l’abreviatura de la ràdio de transmissió de dades sense fils digital. És l’ús de processament digital de senyal, modulació digital i demodulació, amb correcció d’errors endavant, equiparació del judici suau i altres funcions d’una ràdio de transmissió de dades sense fils. La freqüència de treball de la ràdio de transmissió digital utilitza majoritàriament 220--240 MHz o 400--470 MHz Freqüència Band, que té els avantatges de la compatibilitat digital i de la veu, una bona transmissió de dades en temps real, canal de transmissió de dades dedicada, una vegada Inversió, sense operació i ús de la taxa, aplicable a entorns durs, bona estabilitat, etc. El radi de cobertura eficaç de la ràdio digital és aproximadament desenes de quilòmetres, que poden cobrir una ciutat o una determinada zona. La ràdio digital sol proporcionar la interfície de dades RS -232 estàndard, que es pot connectar directament amb ordinador, col·leccionista de dades, RTU, PLC, terminal de dades, receptor GPS, càmera digital, etc. S'ha utilitzat àmpliament en diverses indústries, en aeroespacial, ferrocarril, energia elèctrica, petroli, meteorologia, sísmiques i altres indústries tenen aplicacions en control remot, telemetria, sacsejant la lletra, la teledetecció i altres àrees de SCADA també han avançat i han avançat i han avançat i també han avançat i també han avançat. desenvolupament.
(3) Difondre la comunicació de microones de l'espectre:Difondre la comunicació de l’espectre, és a dir, la tecnologia de comunicació d’espectre estès es refereix a una tecnologia de comunicació en què l’ample de banda del senyal que s’utilitza per transmetre informació és molt més gran que l’ample de banda de la pròpia informació. Es va utilitzar per primera vegada en comunicacions militars. El principi bàsic de la transmissió és que la informació transmesa es modula amb una seqüència de codi pseudo-aleatori (codi d’espectre de difusió), i la velocitat del codi pseudo-aleator Ocupat pel senyal transmès molt més gran que l'amplada de banda requerida per la informació mateixa per adonar -se de l'expansió de l'espectre i, alhora, la densitat espectral de potència de ràdio Emès a l’espai també es redueix molt. A l'extrem receptor, s'utilitza el mateix codi d'espectre de difusió per a la demodulació i la recuperació de les dades d'informació. Les seves principals característiques són: excel·lent immunitat del soroll; Capacitat anti-jaming; Capacitat anti-dècim; Capacitat d’interferència anti-poligonal; Xarxa de comunicació fàcil de multimèdia; Té bones capacitats de comunicació de seguretat; no interfereix amb altres sistemes del mateix tipus, etc., alhora que té una llarga distància de transmissió, una àmplia cobertura i altres característiques, especialment adequades per a aplicacions de xarxa de camp.
(4) Pont sense fils:Wireless Bridge és una combinació de tecnologia de freqüència de ràdio sense fils i tecnologia tradicional de pont per cable. Wireless Bridge està dissenyat per a l’ús de Wireless (Microones) per a la interconnexió puntual de transmissió de dades de llarga distància. És un dispositiu de botiga i cap endavant per realitzar la interconnexió LAN a la capa d’enllaç, que es pot utilitzar per a la seva disposició de llarga distància (fins a 50 km), d’alta velocitat (fins a 100 megabits per segon (Mbps)) de xarxa sense fils entre fixes fixes Equips digitals i altres equips digitals fixos. Es pot utilitzar la tecnologia de microones i pont sense fils per transmetre els requisits de l'ample de banda són força elevats per a la vigilància de vídeo i altres serveis de transmissió de senyal de dades grans.
(5) Comunicació per satèl·lit:La comunicació per satèl·lit es refereix a l’ús de satèl·lits terrestres artificials com a estacions de relé per retransmetre senyals de ràdio, realitzant així una tecnologia de comunicació entre múltiples estacions terrestres, que és l’herència i el desenvolupament de la comunicació de microones terrestres. Un sistema de comunicació per satèl·lit normalment consta de dues parts, és a dir, l’extrem satèl·lit i l’extrem del sòl. L’extrem per satèl·lit es troba a l’aire, s’utilitza principalment per amplificar els senyals enviats per l’estació terrestre i després cap a les altres estacions terrestres. L'estació terrestre s'utilitza principalment per al control i el seguiment de satèl·lits, a més de realitzar l'accés dels sistemes de comunicació terrestres als sistemes de comunicació per satèl·lit.
Els satèl·lits es poden dividir en satèl·lits síncrons i satèl·lits no síncrons, els satèl·lits síncrons corren a l’aire en la mateixa direcció i període que la direcció i el període de la rotació de la Terra i, des de qualsevol posició a terra, els satèl·lits són estacionaris; Els satèl·lits no síncrons funcionen en un període superior o inferior al cicle operatiu de la Terra, i la seva altitud i la seva inclinació orbital es poden ajustar segons les necessitats de la forma de la "inclinació".
Les característiques de la comunicació per satèl·lit són: una àmplia cobertura, una àmplia banda de freqüència de treball, una bona qualitat de comunicació, no limitada per les condicions geogràfiques, i el cost no té res a veure amb la distància de comunicació, etc. S'utilitza principalment en la comunicació internacional i la comunicació domèstica. S'utilitza principalment en comunicacions internacionals, comunicacions domèstiques, comunicacions militars, comunicacions mòbils i emissió de ràdio i televisió, etc. El principal desavantatge de les comunicacions per satèl·lit és que la comunicació té un cert retard, per exemple, quan es reprodueix el telèfon satèl·lit De seguida es tornen a escoltar, el motiu principal és que la distància de transmissió de les comunicacions per satèl·lit és més llarga, la transmissió d’ones de ràdio a l’aire és un cert retard.
(6) Comunicacions d'ona curta:Segons la divisió del Comitè Assessor de Ràdio Internacional, l’ona curta es refereix a ones electromagnètiques amb una longitud d’ona de 100m - 10 m i una freqüència de 3MHz - 30 MHz. La comunicació d’ona curta es refereix a l’ús de la comunicació de ràdio d’ona curta, també coneguda com a comunicació d’alta freqüència (HF). La comunicació d’ona curta es pot dividir en propagació d’ones terrestres i propagació d’ones del cel. L’atenuació de la propagació de l’ona de terra augmenta amb l’augment de la freqüència de funcionament i, en les mateixes condicions de terra, més gran és la freqüència, més gran serà l’atenuació. L'ús de l'ona de terra només s'aplica a la comunicació a distància i la seva freqüència de funcionament es selecciona generalment per sota de 5MHz. La propagació de les ones de terra es veu afectada pel clima és petit, relativament estable, els paràmetres del canal bàsicament no canvien amb el temps, de manera que el canal es pot considerar com un canal de referència constant. La propagació de l’ona del cel és l’ona de ràdio reflectida per la ionosfera per dur a terme una comunicació de llarga distància, la projecció inclinada d’ones electromagnètiques reflectides per la ionosfera, es pot transmetre a terra a milers de quilòmetres de distància. La pèrdua de propagació de les ones de cel és molt menor que la de les ones mòltes i, després de moltes reflexions entre el terreny i la ionosfera, poden arribar a llocs extremadament lluny . La propagació de Skywave és extremadament inestable a causa dels greus efectes dels canvis ionosfèrics i la propagació multipath, i els paràmetres del seu canal canvien dràsticament amb el temps, de manera que s’anomena canal de paràmetres variables. Les comunicacions d’ona curta es caracteritzen per baixos costos de construcció i manteniment, temps de cicle curt, equips senzills, programació fàcil de circuits, forta resistència a la destrucció, bandes de freqüència estreta, petita capacitat de comunicació i mala estabilitat de la transmissió del senyal sobre els canals d’ona del cel.