Komunikacja radiowa dalekiego zasięgu

Po zabawie z Arduino i różnego rodzaju czujnikami do mojego ogrodu, teraz zaczynam nowy projekt w wolnym czasie.

Chcę pracować z komunikacją RF, ponieważ do mojej aplikacji potrzebuję urządzenia dalekiego zasięgu, w odległości około 2 km .

Chodzi o to, aby dokonać jedynie identyfikacji, która jednostka jest RFID dalekiego zasięgu, ale bez RFID.

Mam na myśli, że niektóre urządzenia / jednostki są gdzieś umieszczone, a po pewnym czasie ktoś może je przenieść w inne miejsce, więc chcę wiedzieć, gdzie one są, tylko czytając informacje przesyłane przez nich przez RF. Nie przeszkadza mi ich rzeczywista pozycja (GPS), ponieważ będę mógł zobaczyć je tam, gdzie są z mojego górnego okna. Chcę tylko wiedzieć, które z nich są.

1. Czytam około 315/434 MHz, ale wydaje się, że nie jest w stanie uzyskać tej odległości bez dużego zużycia energii.

2. Co z niższą częstotliwością (150 MHz)? Jest powyżej zakresu częstotliwości licencji dla radia AM / FM.

   • Mieszkam w wiosce - mam dużo terenu do zabawy z moimi eksperymentami i linię wzroku na 2 km.

EDYTOWAĆ:

Pomysł @Hoppo jest właśnie tym, co próbuję zrobić. Pozwala mi to również na „zbieranie energii”, ponieważ chodzi o to, że nadajniki pracują z małą baterią.

Ponadto nadajniki muszą być wystarczająco małe i pozbawione anten, aby nie przeszkadzały i nie pozwalały psom się z nimi bawić.

Po stronie odbiornika nie ma znaczenia, czy potrzebuję większej anteny lub większej mocy. Zostanie podłączony bezpośrednio do komputera lub źródła zasilania.

Co więcej, jak mówi @Hoppo, chcę tylko wysłać „ping”, wiadomość z identyfikatorem i być może poziomem naładowania baterii, aby szybkość transmisji danych mogła być niższa niż 9600bps.

Jeśli jesteś w stanie zobaczyć urządzenia, to możemy założyć tylko linię wzroku, odległość 2 km 433 MHz (70 cm) powinna być w porządku przy dość niskim poborze mocy. Jeśli ich nie widzisz, to drastycznie zmniejsza zasięg transmisji na 70 cm bez zwiększania zużycia energii. Podobnie jak w przypadku wszelkiej komunikacji radiowej, może być energochłonny. Podobne projekty stworzyłem z arduino za pomocą nadajnika radiometrycznego NTX2 o częstotliwości 434,650 MHz. Moim rozwiązaniem w celu oszczędzania energii było włączenie nadajnika, wysłanie lokalizacji „ping”, a następnie wyłączenie nadajnika zamiast ciągłego nadawania. Łatwo zrobione z arduino.

Artykuł „Linki Extreme Range: LoRa 868 / 915MHz SX1272 Moduł LoRa dla Arduino, Raspberry Pi i Intel Galileo” wymienia test modulacji LoRa z rozproszonym widmem, który wysyłał dane do 22 km (13,6 mil) linii wzroku i więcej do 2 km (1,2 mil) w środowisku miejskim przechodzącym przez budynki. Szybkość transmisji najwyraźniej spowalnia „do kilku bajtów na sekundę” w trudnych warunkach.

Artykuły „IBM, Cisco Back Semtech LoRa Radio for IoT” i „Long-Range Wireless IoT Protocol: LoRa” wymieniają kilka innych protokołów danych o dalekim zasięgu i niskiej szybkości.

Słyszę, że OpenRF i IBM LoRaWAN są implementacjami LoRa typu open source. Najwyraźniej LoRa i OpenRF mają tak niską moc, że oczekuje się, że niektóre wdrożenia „będą działać przez kilka lat przy użyciu niedrogich, gotowych akumulatorów”.

W wolnej przestrzeni utratą ścieżki między dwoma punktami rządzi się tak zwane równanie Friisa ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ). Jest to prawdą tylko w wolnej przestrzeni, ale stanowi dobry punkt wyjścia do oszacowania rzeczywistej utraty ścieżki. Istnieje również wiele dokładniejszych modeli o różnej złożoności (model dwuwiązkowy itp.). Ogólnie rzecz biorąc, jeśli próbujesz uzyskać maksymalną odległość, niska częstotliwość jest twoim przyjacielem. Oczywiście jest to cena większych anten i niższych prędkości transmisji danych (co może nie mieć znaczenia dla Twojej aplikacji). Chcesz także zamontować anteny możliwie wysoko nad ziemią i uzyskać więcej anten kierunkowych (np. Yagi-Uda).