RF-kommunikation - protokol og anvendelse

RF-kommunikation - protokol og anvendelse

RF henviser til de frekvenser, der falder inden for det elektromagnetiske spektrum, der er forbundet med udbredelse af radiobølger. RF-strøm skaber elektromagnetiske felter, når de påføres en antenne, der spreder det påførte signal gennem rummet. Elektromagnetisk bølgebaseret kommunikation er blevet brugt i mange årtier, især til trådløs stemmekommunikation og datakommunikation. Frekvensen af ​​RF-signalet er omvendt proportional med feltets bølgelængde. Oscillationshastigheden for radiofrekvenserne er i området fra ca. 30 kHz til 300 GHz.



RF-bølger, der er moduleret til at indeholde information, kaldes RF-signaler. Disse RF-signaler har en vis adfærd, der kan forudsiges og detekteres, og de kan interface med andre signaler. Antenner skal bruges til at modtage radiosignalerne. Disse antenner samler flere antal radiosignaler ad gangen. Ved at bruge radiotunere kan bestemte frekvenser afhentes. Der er nogle gratis bånd til rådighed, der bruges til fjernstyring af applikationer. Disse kaldes også ISM (industrielle, videnskabelige og medicinske) bånd. Det mest attraktive frekvensbånd er 434 MHz.


Nyttelastdataene skal moduleres på RF-transportøren. To enkle moduleringsteknikker Amplitude shift Keying (ASK) og Frequency shift keying (FSK) er populære for dette. Af strømforbrugsårsager implementeres ASK hovedsageligt som ON-OFF keying (OOK). Udfordringen er at finde et antennedesign eller koncept, der repræsenterer et perfekt kompromis mellem pris og ydelse. Et klart RF-design er nødvendigt for at opfylde reglerne.





Tovejs links til RF-fjernbetjening:

High-end fjernbetjeninger kan bruges baseret på tovejs RF-links. Ud over linket til fjernbetjeningen til den kontrollerede enhed er der et ekstra link bagud fra enhed til controller. Dette bagudgående link kan bruges til at sikre fjernstyrkets robusthed ved hjælp af håndtryksprotokoller og give feedback til brugeren. Tovejs RF-links implementeres ved hjælp af RF-transceiver-IC'er, der inkluderer en RF-modtager og RF-sender, der deler en enkelt PLL og en enkelt antenne.

Protokoller til RF-kommunikation:

styring

Billede



For at forbedre RF-linkets robusthed genereres cykliske redundanskontrolværdier (CRC) ofte og transmitteres som en del af rammen. Modtageren kan tydeligt identificere eventuelle bitfejl ved at genberegne CRC-værdierne for den modtagne dataramme og sammenlignet med den, der er genereret før transmission. Transmitterens batteriopladningsniveau kan signaliseres med et komplet 4-bit eller 8-bit datafelt, der repræsenterer den målte batterispænding. Systemerne tillader envejskommunikation mellem to noder, nemlig transmission og modtagelse.

RF-modulerne er blevet brugt i forbindelse med et sæt fire-kanals encoder- og dekoder-IC'er. HT-12E og HT-12D eller HT-640 og HT-648 er henholdsvis de mest almindeligt anvendte kodere og dekodere i RF-kommunikation. Koderen bruges til kodning af transmissionsdata, mens modtagelsen dekodes af dekoderen. Koderen vil blive anvendt til transmission af data serielt i stedet for at sende parallel. Disse signaler transmitteres serielt via RF til modtagelsespunktet. Dekoderen bruges til afkodning af serielle data på modtageren og dækker som parallelle data.


Anvendelser af RF-kommunikation

RF-kommunikation, der hovedsagelig bruges til trådløse data, stemmeoverførselsapplikationer og hjemmeautomationsapplikationer, fjernstyringsapplikationer og industriorienterede applikationer.

For eksempel i hjemmeautomationsapplikationer kan vi bruge RF-kontrollerede switche i stedet for konventionelle switche. Til dette formål kan en RF-fjernbetjening bruges til at styre lys og andre enheder uden at flytte til andre steder. Denne applikation er for det meste nyttig for fysisk handicappede. I industriorienterede applikationer til styring af robotter og køretøjer kan RF-kommunikation bruges. Robotkøretøjerne bruges generelt i risikable operationer, som ikke kan udføres af mennesker. Til dette er der brug for en transmitterende enhed til styring af robotkøretøjernes bevægelse.

RF-transmitterende enhed til styring af robotkøretøj

RF-transmitterende enhed til styring af robotkøretøj

Robotkøretøjsenhed styret af RF-transmissionsenhed

Robotkøretøjsenhed styret af en RF-transmissionsenhed

Af mange årsager er transmission gennem RF bedre end IR (infrarød). For det første kan signal via RF køre større afstande, hvilket gør det velegnet til langtrækkende applikationer. IR fungerer for det meste i synsfeltstilstand, men RF-signaler kan bevæge sig, selv når der er en forhindring mellem sender og modtager. RF-transmission har høj pålidelighed end infrarød fjernkommunikation. RF-kommunikation bruger en bestemt frekvens, men IR bruger ikke et bestemt område, og de vil blive påvirket af andre IR-udsendende kilder.

Fotokredit