低功耗無(wú)線(xiàn)模塊超遠距離無(wú)線(xiàn)傳輸實(shí)現中繼的方法
奈圖爾科技(www.ntooler.com)整理消息:
一、無(wú)線(xiàn)中繼發(fā)展背景
近年來(lái),隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人們開(kāi)始進(jìn)入數字網(wǎng)絡(luò )化的智能社會(huì ),各種各樣的智能設備改變著(zhù)我們的生活,而無(wú)線(xiàn)傳輸在這些智能化發(fā)展中占有不可或缺的地位。在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中,實(shí)現終端間的數據傳輸媒體主要有無(wú)線(xiàn)電波,但由于無(wú)線(xiàn)電波存在衰減,并且頻率越高,無(wú)線(xiàn)電波隨距離衰減越快,因此高工作頻率將導致網(wǎng)絡(luò )中基站的覆蓋范圍十分有限,針對這一點(diǎn),在現有的無(wú)線(xiàn)電波的傳輸基礎上,采用中繼的方法,可以讓覆蓋范圍變得更加廣泛,提高了無(wú)線(xiàn)傳輸的應用領(lǐng)域。
二、無(wú)線(xiàn)中繼簡(jiǎn)介
所謂的無(wú)線(xiàn)中繼,就是能夠將無(wú)線(xiàn)發(fā)送方發(fā)來(lái)的無(wú)線(xiàn)信息轉發(fā)出去,讓無(wú)線(xiàn)目標終端能夠接收到發(fā)送端的信息。
在一條鏈路中,無(wú)線(xiàn)中繼可以有多個(gè),并不是只允許一個(gè)無(wú)線(xiàn)中繼的存在。無(wú)線(xiàn)中繼越多,傳輸的時(shí)間越長(cháng),但傳輸的距離越遠。在一條無(wú)線(xiàn)中繼鏈路中,無(wú)線(xiàn)終端是可以實(shí)現雙向收發(fā)的,只要無(wú)線(xiàn)模塊既能收,又能發(fā)。傳統的能多無(wú)線(xiàn)模塊,很多都是要么只能收,要么只能發(fā)送的;還有的雖然收發(fā)功能都具有,但是收發(fā)轉換需要用戶(hù)轉換,使用起來(lái)很不方便。筆者使用過(guò)成都億佰特公司的無(wú)線(xiàn)模塊,該公司模塊都是收發(fā)一體的,使用起來(lái)很方便,模塊不發(fā)送數據的時(shí)候,就是接收狀態(tài),就可以接收同頻段的無(wú)線(xiàn)信號;在模塊收到用戶(hù)設備通過(guò)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的數據的時(shí)候,我們就自動(dòng)切換到發(fā)射模式,將收到的數據發(fā)送出去,完全實(shí)現自動(dòng)切換收發(fā)。使用這類(lèi)無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊,就能夠組成一個(gè)雙向傳輸的無(wú)線(xiàn)中繼鏈路,實(shí)現長(cháng)距離的傳輸。
三、無(wú)線(xiàn)中繼的實(shí)現
無(wú)線(xiàn)中繼的實(shí)現也是很簡(jiǎn)單的,成本也相對比較低,下面以成都億佰特無(wú)線(xiàn)模塊為例進(jìn)行闡述。
成都億佰特的無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊是轉串口的,通過(guò)串口就可以實(shí)現數據收發(fā),用戶(hù)無(wú)線(xiàn)編寫(xiě)驅動(dòng)程序,往模塊串口發(fā)送數據,模塊就能啟動(dòng)發(fā)射,接收端收到數據后,通過(guò)串口把數據打印出來(lái),對用戶(hù)來(lái)說(shuō),使用起來(lái)是很方便的,用于實(shí)現中繼,也是很簡(jiǎn)單方面的。
如圖,如果無(wú)線(xiàn)終端A需要發(fā)送數據給無(wú)線(xiàn)終端B,由于傳輸距離太遠,A直接發(fā)送給B,B無(wú)法收到,這種情況下就可以依靠中繼實(shí)現A傳輸給B。實(shí)現中繼主要有兩種,一種是中繼采用呆MCU的方法,另一種是中繼不帶MCU的方法。兩種方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。
1.中繼帶MCU的無(wú)線(xiàn)中繼方法
中繼帶MCU的可以使用透傳或者定點(diǎn)傳輸。
透傳就是通過(guò)串口給電臺發(fā)送什么數據,接收端收到后就輸出對應的數據。如A終端要講數據傳輸到B終端,中間在有多路中繼N1N2N3N4N5...Nn的情況下,由于中繼帶MCU,一個(gè)中繼收到A終端發(fā)來(lái)的數據后,就需要改變自己地址和N2一致,將數據傳遞給N2,N2收到數據后,改變地址傳遞給N3,直到Nn改變自己的地址傳給B終端,才算單向傳輸鏈路完成。
定點(diǎn)模式實(shí)現中繼傳輸相對而言受包長(cháng)限制,但是節約了地址等設置的時(shí)間,理論上傳輸相同的中繼個(gè)數,時(shí)間短很多,但是受分包影響,每次傳輸字節不能超過(guò)包長(cháng)。每次傳輸的時(shí)候,需要發(fā)送端加上下一目標端的地址和信道,下一個(gè)目標端才能收到。
2.中繼不帶MCU的無(wú)線(xiàn)中繼方法
不帶MCU的中繼方法只能采用定點(diǎn)模式,不能使用透傳模式。由于中繼沒(méi)有MCU,是將中繼的RX TX短接實(shí)現中繼,因此只能使用定點(diǎn)。并且,中繼個(gè)數越多,單包攜帶的有用數據越少,這種傳輸方法速度快,成本低,但是傳輸數據量少,發(fā)送端所帶的協(xié)議字節隨中繼個(gè)數增多而增多。
總的來(lái)說(shuō),不同的中繼方法,優(yōu)缺點(diǎn)都不同。中繼帶MCU的適合多級中繼,但是成本相對高些,傳輸距離也要遠些;不帶MCU的中繼方法成本要低些,但中繼數量受限,傳輸距離相對也受限。用戶(hù)在選擇上可以更具實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇中繼方案。
以上所描述的中繼方法都是基于成都億佰特無(wú)線(xiàn)數傳模塊的基礎上進(jìn)行闡述的,需要使用無(wú)線(xiàn)模塊實(shí)現中繼方法的各位用戶(hù)可以去億佰特官網(wǎng)及淘寶店鋪選擇。
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