Trådløs kommunikasjonsoverføringsmetoder og tekniske prinsipper
Trådløs kommunikasjon er en slags kommunikasjonsmetode som bruker egenskapene til elektromagnetiske bølgesignaler som forplantes i ledig plass til å utveksle informasjon. Trådløs kommunikasjonsteknologi i seg selv har mange fordeler, lavere kostnader, trådløs kommunikasjonsteknologi trenger ikke å etablere fysiske linjer, for ikke å nevne et stort antall arbeidskraft for å legge kabler, og trådløs kommunikasjonsteknologi er ikke underlagt begrensningene i det industrielle miljøet, den Evne til å kjempe mot endringer i miljøet er sterkere, feilsøking er også enklere, sammenlignet med det tradisjonelle kablede kommunikasjonsoppsettet og vedlikehold praktisk; Sterk utvidbarhet, når nettverket må utvides, trenger ikke trådløs kommunikasjon å utvide ledningene; Fleksibilitet, trådløst nettverk er ikke gjenstand for begrensninger som miljølær, og i tilfelle endringer i bruken av miljøet, trenger det trådløse nettverket bare å gjøre svært få justeringer for å tilpasse seg kravene i det nye miljøet.
Vanlige trådløs kommunikasjon (data) overføringsmetoder og teknologier er kategorisert i to typer: "kortdistanse trådløs kommunikasjonsteknologi" og "langdistanse trådløs overføringsteknologi".
Kortdistanse Trådløs kommunikasjonsteknologi
Kortdistanse Trådløs kommunikasjonsteknologi refererer til overføring av data mellom de to sidene av kommunikasjonen gjennom radiobølger, og overføringsavstanden er innenfor et relativt kort område, og applikasjonsområdet er veldig bredt. De siste årene er de kort avstand trådløse kommunikasjonsstandarder som er mer brukt og har bedre utviklingsutsikter: Zig-Bee, Bluetooth (Bluetooth), Wireless Broadband (Wi-Fi), Ultra-Wideband (UWB) og nær feltkommunikasjon ( NFC).
(1) Zig-Bee:Zig-Bee er en kort rekkevidde, trådløs kommunikasjonsteknologi med lav effekt basert på IEEE802.15.4-standarden. Zig-Bee er avledet fra kommunikasjonsmetoden til Honeybee Swarms, da honningbier (bie) er avhengige av å fly og 'summende' (Zig) vingene for å kommunisere med sine følgesvenner for å bestemme informasjon som retning, plassering og avstand til matkilder, dermed utgjør kommunikasjonsnettverket til svermen. Den er preget av dens nære avstand, den vanlige overføringsavstanden er 10-100 m; Lavt strømforbruk, i det lave strømforbrukets standby -modus, kan 2 nr. 5 tørre batterier støtte en terminal for å fungere i 6-24 måneder, eller enda lenger; Kostnaden, sikk-bee-gratis protokollavgift, brikkepris er billig; Lav hastighet, gjennom Zig-Bee, fungerer ofte i den lavere frekvensen av 20-250 kbps; Kort tidsforsinkelse, Zig-Bees responshastighet er raskere, etc. Den brukes hovedsakelig innen feltene hjemme og bygningskontroll, industrielt feltautomatiseringskontroll, landbruksinformasjonssamling og kontroll, offentlige steder informasjonsdeteksjon og kontroll, intelligent merking, etc. Det kan være innebygd i forskjellige enheter.
(2) Bluetooth:Kunne realisere punkt-til-punkt eller punkt-til-multipoint trådløse data og lydoverføring i en 10- meter radius, og dens dataoverføring båndbredde kan nå 1 Mbps kommunikasjonsmedium for frekvensen på 2,402 GHz til 2,480 GHz mellom det Elektromagnetisk bølge. Bluetooth-teknologi kan brukes mye i lokalnettverket i alle slags data og stemmeutstyr, for eksempel PC, Dial-Up Network, bærbare datamaskiner, skrivere, faksmaskiner, digitale kameraer, mobiltelefoner og hodetelefoner av høy kvalitet, etc. , for å oppnå alle slags utstyr for å kommunisere med hverandre når som helst og hvor som helst.
Bluetooth -teknologi er mye brukt i trådløst kontormiljø, bilindustri, informasjonsapparater, medisinsk utstyr og skoleopplæring og fabrikkautomatisering og andre felt, Bluetooth eksisterer for tiden i hovedproblemet er størrelsen på brikken og prisen er høy; Anti-interferensevne er svak.
(3) Trådløst bredbånd (Wi-Fi):Det er en trådløs LAN -tilgangsteknologi basert på 802.11 -protokollen. (Den enestående fordelen med (Wi-Fi) -teknologi er at den har en bred LAN-dekning, dekningsradiusen kan være opptil rundt 100 meter, sammenlignet med Bluetooth-teknologi, (Wi-Fi) dekning er bredere; overføringshastigheten er veldig rask , Overføringshastigheten kan nå 11 Mbps (802.11b) eller 54 Mbps (802.11.A), egnet for høyhastighets dataoverføringsvirksomhet; kan ikke begrenses av ledningsforhold, veldig egnet for mobile kontorbrukere. Over steder via høyhastighets linjer. Overføring av kraft på ikke mer enn 100 milliwatt, den faktiske overføringskraften på omtrent 60-70 milliwatt, sammenlignet med mobiltelefoner, håndholdte walkie-talkies og annet kommunikasjonsutstyr, WiFi-produkter, er strålingen mindre.
(4) Ultra-wideband (UWB):UWB er en bærerløs kommunikasjonsteknologi som bruker smale pulser av ikke-sinusoide bølger i nanosekundet til mikro-mikrosekundnivå for å overføre data, og overføringsavstanden er vanligvis innen 10 meter, og ved bruk av en båndbredde på mer enn 1 GHz kan kommunikasjonshastigheten nå nå Mer enn flere hundre megabit/s. UWB opererer i et frekvensbånd som varierer fra 3,1 GHz til 10,6 GHz, og minimum driftsbåndbredde er 500MHz.
Hovedfunksjonene er: høy overføringshastighet; lav overføringseffekt, lavt strømforbruk; sterk konfidensialitet; UWB-kommunikasjon ved bruk av tidsinnstilte sekvenser, i stand til å motstå flerfanging; UWB krever svært få RF- og mikrobølgeenheter, noe som kan redusere kompleksiteten i systemet. På grunn av den høye båndbredden som er okkupert av UWB-systemet, kan UWB-systemet forstyrre andre eksisterende trådløse kommunikasjonssystemer.UWB brukes hovedsakelig i høyoppløselig "lite område" for å trenge gjennom vegger "bakke og andre hindringer i radar- og bildesystemene.
Slike enheter kan brukes til å sjekke for defekter i betong- og asfaltstrukturer i bygninger, broer, veier osv., I tillegg til å finne feil i underjordiske kabler og andre rørledninger, og for sykdomsdiagnose. I tillegg er de til stor nytte innen redning, sikkerhetsforebygging, brannslukking og medisinsk og medisinsk bildebehandling.
(5) NFC:NFC er en ny trådløs kommunikasjonsteknologi for nesten felt, driftsfrekvensen er 13,56MHz, utviklet fra 13,56MHz radiofrekvensidentifikasjon (RFID) teknologi, det er den samme frekvensen som brukes av den nåværende populære kontaktløse smartkortet ISO14443, som gir en praktisk måte av kommunikasjon for alle forbrukerelektroniske produkter.NFC bruker amplitude -skiftetasting (ASK) -modulasjon, dataoverføringshastigheten er generelt 106kbit/s og 424kbit/s. De viktigste fordelene med NFC er: nær avstand, høy båndbredde, lavt energiforbruk, kompatibel med kontaktløs smartkortteknologi, som har et bredt spekter av applikasjoner innen tilgangskontroll, offentlig transport, mobiltelefonbetaling og så videre.
Applikasjonskonteksten til NFC kan i utgangspunktet deles inn i følgende fem kategorier:
En kontaktpassende, hovedsakelig brukt i konferanseopptak, transportbarriere, tilgangskontroll og billetter;
B Kontaktbekreftelse/betaling, som hovedsakelig brukes på mobiltelefonlommebøker, betaling av mobil og offentlig transport;
C Kontaktforbindelse, denne applikasjonen gjør det mulig for 2 NFC-aktiverte enheter å realisere punkt-til-punkt overføring av data;
D Kontakt-nettlesing, som lar brukeren lære om og bruke funksjonene og tjenestene som systemet kan tilby gjennom den NFC-aktiverte mobiltelefonen;
E nedlastingskontakt, gjennom terminalutstyret med NFC-funksjon, ved å bruke GPRS/CDMA-nettverk for å motta eller laste ned relevant informasjon for tilgangskontroll eller betaling og andre funksjoner.
Langdistanse trådløs overføringsteknologi
Langdistanse Trådløs overføringsteknologi: For tiden inkluderer den trådløse kommunikasjonsteknologien som er mye brukt i avsidesliggende områder hovedsakelig GPRS/CDMA, digital overføring radio, spredt spektrum mikrobølgeovn, trådløs bro og satellittkommunikasjon, kortbølge kommunikasjonsteknologi. Det brukes hovedsakelig i mer avsidesliggende eller ikke egnet for å legge linjer i regionen, for eksempel: kullgruver, havet, forurensning eller mer alvorlige miljøområder.
(1) GPRS/CDMA Trådløs kommunikasjonsteknologi:GPRS (General Purpose Radio Packet Service) er en trådløs pakkebytte -teknologi basert på GSM -kommunikasjonssystem utviklet og drevet av China Mobile, og det er en teknologi mellom den andre generasjonen og den tredje generasjonen, vanligvis kjent som 2,5G, som er en trådløs Overføringsmetode utviklet ved å bruke konseptet "pakkebytte". Pakkebryter omslutter data til en rekke separate pakker og overfører disse pakkene en etter en, i en form som ligner på å sende en pakke, med fordelen at båndbredde bare blir tatt opp når det er data som skal overføres og er priset i form av Mengden data, som effektivt forbedrer bruken av nettverket. GPRS-nettverket støtter både data fra kretstypen og pakkebytte data, noe som gjør det enkelt å koble seg sammen med Internett, sammenlignet med kretsdataene til det originale GSM-nettverket. Sammenlignet med den kretsbytte dataoverføringsmetoden til det originale GSM-nettverket, har pakkebytte teknologien til GRRs fordelene med sanntid på nettet "betal-per-bruk" høyhastighetsoverføring.
CDMA (som står for Code Division Multiple Access) er et nytt trådløst kommunikasjonssystem som drives av China Telecom basert på Code Division Technology og Multiple Access Technology, og prinsippet er basert på spredt spektrumteknologi.
(2) Digital overføring radiokommunikasjon:Digital transmisjonsradio er forkortelsen av digital trådløs dataoverføringsradio. Det er bruken av digital signalbehandling, digital modulasjon og demodulering, med fremover feilkorreksjon, utjevning av myk skjønn og andre funksjoner av en trådløs dataoverføringsradio. Arbeidsfrekvensen for digital transmisjonsradio bruker stort sett 220--240 MHz eller 400--470 MHz frekvensbånd, som har fordelene med digital og stemmekompatibilitet, god dataoverføring i sanntid, dedikert dataoverføringskanal, engang Investering, ingen drift og bruk av gebyret, gjeldende for tøffe miljøer, god stabilitet og så videre. Den effektive dekningsradiusen til digital radio handler om titalls kilometer, som kan dekke en by eller et bestemt område. Den digitale radioen gir vanligvis standard RS -232 Data -grensesnitt, som kan kobles direkte til datamaskin, datasamler, RTU, PLC, Data Terminal, GPS -mottaker, digitalt kamera og så videre. Har vært mye brukt i forskjellige bransjer, innen luftfart, jernbane, elektrisk kraft, petroleum, meteorologi, seismikk og andre forskjellige bransjer har applikasjoner innen fjernkontroll, telemetri, risting av brev, fjernmåling og andre SCADA -områder har også gjort store fremskritt og utvikling.
(3) Spredt spektrum mikrobølgeovn kommunikasjon:Spredt spektrumkommunikasjon, dvs. utvidet spektrum kommunikasjonsteknologi refererer til en kommunikasjonsteknologi der båndbredden til signalet som brukes til overføring av informasjon er mye større enn båndbredden til selve informasjonen. Den ble først brukt i militær kommunikasjon. Det grunnleggende overføringsprinsippet er at den overførte informasjonen er modulert med en pseudo-tilfeldig kodesekvens (spredningsspektrumkode), og hastigheten på pseudo-random-koden er mye større enn hastigheten på den overførte informasjonen, som gjør båndbredden okkupert av det overførte signalet som er mye større enn båndbredden som kreves av selve informasjonen for å realisere spektrumutvidelsen, og samtidig, radiokraftspektraltettheten Utlevert i rommet er også sterkt redusert. Ved mottakende ende brukes den samme spredningsspektrumkoden for demodulering og gjenoppretting av informasjonsdata! Hovedfunksjonene er: utmerket støyimmunitet; anti-jam-evne; Anti-Decay-evne; anti-polygonal interferensevne; lett å multimedia kommunikasjonsnettverk; har gode sikkerhetskommunikasjonsevner; Forstyrrer ikke andre systemer av samme type osv., Mens du har lang overføringsavstand, bred dekning og andre egenskaper, spesielt egnet for feltnettverksapplikasjoner.
(4) Trådløs bro:Wireless Bridge er en kombinasjon av trådløs radiofrekvensteknologi og tradisjonell kablet broteknologi. Trådløs bro er designet for bruk av trådløs (mikrobølgeovn) for langdistanse dataoverføring punkt-til-punkt-samtrafikk. Det er en butikk-og-frem-enhet for å realisere LAN-sammenkobling ved koblingslaget, som kan brukes til langdistanse (opptil 50 km), høyhastighet (opptil 100 megabit per sekund (Mbps)) trådløst nettverk mellom fikset Digitalt utstyr og annet fast digitalt utstyr. Spredt spektrum mikrobølgeovn og trådløs broteknologi kan brukes til å overføre båndbreddekravene er ganske høye for videoovervåking og andre store datasignaloverføringstjenester.
(5) Satellittkommunikasjon:Satellittkommunikasjon refererer til bruk av kunstige jordsatellitter som reléstasjoner for å stafett radiosignaler, og dermed realiserer en teknologi for kommunikasjon mellom flere bakkestasjoner, som er arv og utvikling av terrestrisk mikrobølgekommunikasjon. Et satellittkommunikasjonssystem består vanligvis av to deler, nemlig satellittenden og bakken. Satellittenden er i luften, hovedsakelig brukt til å forsterke signalene som er sendt av bakkestasjonen og deretter videresende dem til andre bakkestasjoner. Bakkestasjonen brukes hovedsakelig til kontroll og sporing av satellitter, samt å realisere tilgangen til bakkekommunikasjonssystemer til satellittkommunikasjonssystemer.
Satellitter kan deles inn i synkrone satellitter og ikke-synkrone satellitter, synkrone satellitter løper i luften i samme retning og periode som retning og periode på jordens rotasjon, og fra enhver posisjon på bakken er satellittene stasjonære; Ikke-synkrone satellitter kjøres i en periode som er større eller mindre enn jordens driftssyklus, og deres orbital høyde og tilbøyelighet kan justeres i henhold til behovene til formen til "tilbøyeligheten".
Egenskapene til satellittkommunikasjon er: bred dekning, bred arbeidsfrekvensbånd, god kommunikasjonskvalitet, ikke begrenset av geografiske forhold, og kostnadene har ingenting å gjøre med kommunikasjonsavstanden, etc. Det brukes hovedsakelig i internasjonal kommunikasjon og nasjonal kommunikasjon. Det brukes hovedsakelig i internasjonal kommunikasjon, innenlandsk kommunikasjon, militær kommunikasjon, mobilkommunikasjon og radio- og TV -kringkasting, etc. Den største ulempen med satellittkommunikasjon er at kommunikasjonen har en viss forsinkelse, for eksempel når du spiller satellitttelefon, kan du ikke Hør hverandre umiddelbart tilbake, hovedårsaken er at overføringsavstanden til satellittkommunikasjonen er lengre, overføring av radiobølger i luften er en viss forsinkelse.
(6) Kortbølgekommunikasjon:I følge Division of the International Radio Advisory Committee refererer kortbølge til elektromagnetiske bølger med en bølgelengde på 100m - 10 m og en frekvens på 3MHz - 30 MHz. Kortbølge-kommunikasjon refererer til bruk av kortbølge radiokommunikasjon, også kjent som høyfrekvens (HF) kommunikasjon. Kortbølge-kommunikasjon kan deles inn i bølgebølgeforplantning og himmelbølgeforplantning. Dempingen av bølgebølgeforplantning øker med økningen av driftsfrekvensen, og under de samme grunnforholdene, jo høyere frekvens, desto større dempes dempningen. Bruken av bakkebølge er bare anvendelig for næringskommunikasjon, og driftsfrekvensen er vanligvis valgt under 5MHz. Groundbølgeforplantning påvirkes av været er lite, relativt stabile, kanalparametere endres i utgangspunktet ikke med tiden, så kanalen kan betraktes som en konstant referansekanal. Skybølgeutbredelse er radiobølgen som reflekteres av ionosfæren for å utføre kommunikasjon på lang avstand, vippet projeksjon av elektromagnetiske bølger reflektert av ionosfæren, kan overføres til bakken tusenvis av kilometer unna. Forplantningstapet av skybølger er mye mindre enn bakkebølger, og etter mange refleksjoner mellom bakken og ionosfæren, kan de nå ekstremt langt borte steder, så bruk av skybølger kan brukes til å utføre kommunikasjon rundt hele verden . Skywave -forplantning er ekstremt ustabil på grunn av de alvorlige effektene av ionosfæriske forandringer og multipath -forplantning, og dens kanalparametere endres drastisk med tiden, så det kalles en variabel parameterkanal. Kortbølge-kommunikasjon er preget av lave konstruksjons- og vedlikeholdskostnader, kort syklustid, enkelt utstyr, enkel kretsplanlegging, sterk motstand mot ødeleggelse, smale frekvensbånd, liten kommunikasjonskapasitet og dårlig stabilitet av signaloverføring over himmelbølge kanaler.