Phương pháp truyền tải giao tiếp không dây và các nguyên tắc kỹ thuật
Giao tiếp không dây là một loại phương pháp giao tiếp sử dụng các đặc điểm của tín hiệu sóng điện từ lan truyền trong không gian trống để trao đổi thông tin. Bản thân công nghệ truyền thông không dây có nhiều lợi thế, chi phí thấp hơn, công nghệ truyền thông không dây không phải thiết lập các đường dây vật lý, chưa kể một số lượng lớn nhân lực để đặt cáp và công nghệ truyền thông không dây không phải chịu những hạn chế của môi trường công nghiệp, môi trường công nghiệp, Khả năng chống lại những thay đổi trong môi trường mạnh hơn, việc khắc phục sự cố cũng dễ dàng hơn so với thiết lập và bảo trì giao tiếp có dây truyền thống, việc duy trì mạng không dây có thể được hoàn thành thông qua chẩn đoán từ xa, nhiều hơn nữa thuận lợi; Khả năng mở rộng mạnh mẽ, khi mạng cần được mở rộng, giao tiếp không dây không cần phải mở rộng hệ thống dây điện; Tính linh hoạt, mạng không dây không phải chịu các hạn chế như địa hình môi trường và trong trường hợp thay đổi sử dụng môi trường, mạng không dây chỉ cần thực hiện rất ít điều chỉnh để thích ứng với các yêu cầu của môi trường mới.
Các phương pháp và công nghệ truyền thông không dây phổ biến (dữ liệu) được phân loại thành hai loại: "Công nghệ truyền thông không dây khoảng cách ngắn" và "Công nghệ truyền không dây đường dài".
Công nghệ truyền thông không dây khoảng cách ngắn
Công nghệ truyền thông không dây khoảng cách ngắn đề cập đến việc truyền dữ liệu giữa hai bên của giao tiếp thông qua sóng vô tuyến và khoảng cách truyền nằm trong phạm vi tương đối ngắn và phạm vi ứng dụng của nó rất rộng. Trong những năm gần đây, các tiêu chuẩn giao tiếp không dây khoảng cách ngắn được sử dụng rộng rãi hơn và có triển vọng phát triển tốt hơn là: Zig-Bee, Bluetooth (Bluetooth), băng thông rộng không dây (Wi-Fi), Ultra-Wideband (UWB) và giao tiếp gần trường (giao tiếp trường (giao tiếp gần ( NFC).
(1) Zig-Bee:Zig-Bee là một công nghệ truyền thông không dây ngắn, công suất thấp dựa trên tiêu chuẩn IEEE802.15.4. Zig-Bee có nguồn gốc từ phương pháp giao tiếp của bầy ong, vì ong mật (ong) dựa vào việc bay và 'ù' (zig) đôi cánh của họ để giao tiếp với bạn đồng hành của họ để xác định thông tin như hướng, vị trí và khoảng cách của nguồn thực phẩm, Do đó, cấu thành mạng truyền thông của bầy đàn. Nó được đặc trưng bởi khoảng cách gần, khoảng cách truyền thông thường của nó là 10-100 m; Tiêu thụ điện năng thấp, ở chế độ chờ mức tiêu thụ điện năng thấp, pin khô số 5 số 5 có thể hỗ trợ thiết bị đầu cuối hoạt động trong 6-24 tháng hoặc thậm chí dài hơn; Chi phí của nó, phí giao thức miễn phí Zig-Bee, giá chip là rẻ; Tỷ lệ thấp, thông qua zig-bee thường hoạt động ở tốc độ thấp hơn 20-250 kbps; Độ trễ thời gian ngắn, tốc độ phản ứng của Zig- Bee nhanh hơn, v.v ... Nó chủ yếu được áp dụng trong các lĩnh vực kiểm soát nhà và tòa nhà, kiểm soát tự động hóa lĩnh vực công nghiệp, thu thập và kiểm soát thông tin nông nghiệp, phát hiện và kiểm soát thông tin địa điểm công cộng, ghi nhãn thông minh, v.v. Nó có thể được nhúng trong các thiết bị khác nhau.
(2) Bluetooth:có thể nhận ra dữ liệu không dây và điểm không dây điểm hoặc điểm-điểm-to-đa điểm trong bán kính 10- mét và băng thông truyền dữ liệu của nó có thể đạt đến môi trường giao tiếp 1Mbps cho tần số 2.402GHz đến 2,480GHz giữa Sóng điện từ. Công nghệ Bluetooth có thể được sử dụng rộng rãi trong mạng cục bộ trong tất cả các loại dữ liệu và thiết bị thoại, như PC, mạng quay số, máy tính xách tay, máy in, máy fax, camera kỹ thuật số, điện thoại di động và tai nghe chất lượng cao, v.v. , để đạt được tất cả các loại thiết bị để giao tiếp với nhau mọi lúc, mọi nơi.
Công nghệ Bluetooth được sử dụng rộng rãi trong môi trường văn phòng không dây, ngành công nghiệp ô tô, thiết bị thông tin, thiết bị y tế và giáo dục trường học và tự động hóa nhà máy và các lĩnh vực khác, Bluetooth hiện tồn tại trong vấn đề chính là quy mô của chip và giá cao; Khả năng chống giao thoa là yếu.
(3) Băng thông rộng không dây (Wi-Fi):Đây là một công nghệ truy cập LAN không dây dựa trên giao thức 802.11. . , tốc độ truyền của nó có thể đạt 11Mbps (802.11b) hoặc 54Mbps (802.11.a), phù hợp cho doanh nghiệp truyền dữ liệu tốc độ cao; Theo điều kiện hệ thống dây điện, rất phù hợp với người dùng văn phòng di động. -Các dòng tốc độ. Milliwatts, công suất truyền thực tế của khoảng 60-70 Milliwatts, so với điện thoại di động, bộ đàm cầm tay và các thiết bị liên lạc khác, các sản phẩm WiFi, bức xạ nhỏ hơn.
(4) siêu băng (UWB):UWB là một công nghệ truyền thông không mang, sử dụng các xung hẹp của sóng không hinusoid ở mức nano giây đến micro-micro giây để truyền dữ liệu và khoảng cách truyền của nó thường trong vòng 10m và sử dụng băng thông hơn 1GHz, tốc độ giao tiếp có thể đạt đến Hơn vài trăm megabit/s. UWB hoạt động trong một dải tần số dao động từ 3,1 GHz đến 10,6GHz và băng thông hoạt động tối thiểu là 500 MHz.
Các tính năng chính của nó là: tốc độ truyền cao; Công suất truyền thấp, tiêu thụ năng lượng thấp; Bảo mật mạnh mẽ; Giao tiếp UWB bằng cách sử dụng các chuỗi được điều chỉnh theo thời gian, có thể chống lại sự phai màu đa đường; UWB yêu cầu rất ít thiết bị RF và lò vi sóng, có thể làm giảm độ phức tạp của hệ thống. Do băng thông cao bị chiếm bởi hệ thống UWB, hệ thống UWB có thể can thiệp vào các hệ thống giao tiếp không dây hiện có khác .UWB chủ yếu được sử dụng trong các "phạm vi nhỏ" độ phân giải cao để xâm nhập vào tường "và các chướng ngại vật khác trong radar và hệ thống hình ảnh.
Các thiết bị như vậy có thể được sử dụng để kiểm tra các khiếm khuyết trong các cấu trúc bê tông và nhựa đường trong các tòa nhà, cầu, đường, v.v., cũng như để xác định vị trí các lỗi trong cáp ngầm và các đường ống khác, và để chẩn đoán bệnh. Ngoài ra, chúng được sử dụng rất nhiều trong các lĩnh vực cứu hộ, phòng chống an ninh, chữa cháy và xử lý hình ảnh y tế và y tế.
(5) NFC:NFC là một công nghệ truyền thông không dây gần trường mới, tần số hoạt động của nó là 13,56 MHz, được phát triển từ công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) 13,56 MHz, nó có cùng tần số được sử dụng bởi thẻ thông minh không tiếp xúc phổ biến hiện tại ISO1443 giao tiếp cho tất cả các sản phẩm điện tử tiêu dùng.NFC sử dụng điều chế khóa dịch chuyển biên độ (ASK) và 424kbit/s. Ưu điểm chính của NFC là: khoảng cách gần, băng thông cao, mức tiêu thụ năng lượng thấp, tương thích với công nghệ thẻ thông minh không tiếp xúc, có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực kiểm soát truy cập, giao thông công cộng, thanh toán điện thoại di động, v.v.
Bối cảnh ứng dụng của NFC về cơ bản có thể được chia thành năm loại sau:
Một liên hệ, chủ yếu được sử dụng trong nhập học hội nghị, rào cản vận chuyển, kiểm soát truy cập và vé sự kiện;
B Xác nhận/thanh toán liên hệ, chủ yếu được áp dụng cho ví điện thoại di động, thanh toán phương tiện giao thông di động và công cộng;
C Kết nối liên hệ, ứng dụng này cho phép 2 thiết bị hỗ trợ NFC nhận ra việc truyền dữ liệu điểm-điểm;
D Trình duyệt liên hệ, cho phép người dùng tìm hiểu và sử dụng các chức năng và dịch vụ mà hệ thống có thể cung cấp thông qua điện thoại di động hỗ trợ NFC;
E Tiếp cận tải xuống, thông qua thiết bị thiết bị đầu cuối có chức năng NFC, sử dụng mạng GPRS/CDMA để nhận hoặc tải xuống thông tin liên quan để kiểm soát truy cập hoặc thanh toán và các chức năng khác.
Công nghệ truyền tải không dây tầm xa
Công nghệ truyền tải không dây đường dài: Hiện tại, công nghệ truyền thông không dây được sử dụng rộng rãi ở các khu vực hẻo lánh chủ yếu bao gồm GPRS/CDMA, đài truyền động truyền kỹ thuật số, lò vi sóng phổ lan truyền, cầu không dây và truyền thông vệ tinh, công nghệ truyền thông sóng ngắn. Nó chủ yếu được sử dụng trong điều khiển xa hơn hoặc không phù hợp để đặt các đường trong khu vực, chẳng hạn như: mỏ than, biển, ô nhiễm hoặc khu vực môi trường nghiêm trọng hơn.
(1) Công nghệ truyền thông không dây GPRS/CDMA:GPRS (Dịch vụ gói vô tuyến mục đích chung) là một công nghệ chuyển đổi gói không dây dựa trên hệ thống truyền thông GSM được phát triển và vận hành bởi China Mobile, và nó là một công nghệ giữa thế hệ thứ hai và thế hệ thứ ba, thường được gọi là 2,5g, là một Phương pháp truyền phát được phát triển bằng cách sử dụng khái niệm "chuyển đổi gói". Chuyển đổi gói đóng gói dữ liệu thành một số gói riêng biệt và truyền từng gói này từng cái một, dưới một hình thức tương tự như gửi bưu kiện, với lợi thế mà băng thông chỉ được đưa lên khi có dữ liệu được truyền đi và được định giá theo giá trị Lượng dữ liệu, cải thiện hiệu quả việc sử dụng mạng. Mạng GPRS hỗ trợ cả dữ liệu loại mạch và dữ liệu chuyển đổi gói, giúp dễ dàng kết nối với Internet, so với dữ liệu loại mạch của mạng GSM ban đầu. So với phương pháp truyền dữ liệu chuyển mạch của mạng GSM ban đầu, công nghệ chuyển đổi gói của GRRS có lợi thế của truyền tốc độ cao "trả tiền cho mỗi lần sử dụng" trực tuyến theo thời gian thực.
CDMA (viết tắt của Bộ phân chia mã Truy cập) là một hệ thống truyền thông không dây mới được vận hành bởi China Telecom dựa trên công nghệ phân chia mã và công nghệ đa truy cập, và nguyên tắc của nó dựa trên công nghệ phổ lan truyền.
(2) Giao tiếp vô tuyến truyền dẫn kỹ thuật số:Đài phát thanh truyền kỹ thuật số là chữ viết tắt của đài phát thanh truyền dữ liệu không dây kỹ thuật số. Đó là việc sử dụng xử lý tín hiệu số, điều chế kỹ thuật số và giải điều chế, với hiệu chỉnh lỗi chuyển tiếp, cân bằng của phán đoán mềm và các chức năng khác của đài truyền phát dữ liệu không dây. Tần số làm việc của đài phát thanh kỹ thuật số chủ yếu sử dụng 220--240 MHz hoặc 400--470 băng tần MHz, có lợi thế của khả năng tương thích kỹ thuật số và giọng nói, truyền dữ liệu tốt trong thời gian thực, kênh truyền dữ liệu chuyên dụng, một lần Đầu tư, không hoạt động và sử dụng phí, áp dụng cho môi trường khắc nghiệt, sự ổn định tốt, v.v. Bán kính bảo hiểm hiệu quả của đài phát thanh kỹ thuật số là khoảng hàng chục km, có thể bao gồm một thành phố hoặc một khu vực nhất định. Đài phát thanh kỹ thuật số thường cung cấp giao diện dữ liệu RS -232 tiêu chuẩn, có thể được kết nối trực tiếp với máy tính, trình thu thập dữ liệu, RTU, PLC, thiết bị đầu cuối dữ liệu, máy thu GPS, máy ảnh kỹ thuật số, v.v. Đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, đường sắt, năng lượng điện, dầu khí, khí tượng học, địa chấn và các ngành công nghiệp khác nhau có các ứng dụng kiểm soát từ xa, từ xa, làm rung chuyển thư, viễn thám và các khu vực SCADA khác cũng đã đạt được tiến bộ lớn và phát triển.
(3) Truyền thông vi sóng phổ lan truyền:Truyền thông phổ lan truyền, IE, công nghệ truyền thông phổ mở rộng đề cập đến một công nghệ truyền thông trong đó băng thông của tín hiệu được sử dụng để truyền thông tin lớn hơn nhiều so với băng thông của chính thông tin. Nó lần đầu tiên được sử dụng trong truyền thông quân sự. Nguyên tắc truyền cơ bản là thông tin được truyền được điều chỉnh với chuỗi mã giả ngẫu nhiên (mã phổ lan) và tốc độ của mã giả ngẫu nhiên lớn hơn nhiều so với tốc độ của thông tin truyền, làm cho băng thông bị chiếm bởi tín hiệu được truyền lớn hơn nhiều so với băng thông theo yêu cầu của chính thông tin để nhận ra sự mở rộng phổ, đồng thời, mật độ phổ công suất vô tuyến phát ra Không gian cũng giảm đi rất nhiều. Ở đầu nhận, mã phổ lan truyền tương tự được sử dụng để giải điều chế và phục hồi dữ liệu thông tin! Các tính năng chính của nó là: miễn dịch tiếng ồn tuyệt vời; Khả năng chống gây nhiễu; Khả năng chống lại; Khả năng can thiệp chéo chéo; Dễ dàng mạng truyền thông đa phương tiện; có khả năng giao tiếp bảo mật tốt; không can thiệp vào các hệ thống khác cùng loại, v.v., trong khi có khoảng cách truyền dài, độ bao phủ rộng và các đặc điểm khác, đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng mạng trường.
(4) Cầu không dây:Cầu không dây là sự kết hợp của công nghệ tần số vô tuyến không dây và công nghệ cầu có dây truyền thống. Cầu không dây được thiết kế để sử dụng không dây (lò vi sóng) để kết nối điểm-điểm-điểm truyền dữ liệu đường dài. Đó là một thiết bị lưu trữ và chuyển tiếp để nhận ra kết nối LAN ở lớp liên kết, có thể được sử dụng cho đường dài (lên đến 50km), tốc độ cao (lên đến 100 megabits mỗi giây (Mbps)) Thiết bị kỹ thuật số và các thiết bị kỹ thuật số cố định khác. Lò vi sóng phổ và công nghệ cầu không dây có thể được sử dụng để truyền các yêu cầu băng thông khá cao đối với giám sát video và các dịch vụ truyền tín hiệu dữ liệu lớn khác.
(5) Giao tiếp vệ tinh:Giao tiếp vệ tinh đề cập đến việc sử dụng các vệ tinh đất nhân tạo làm trạm chuyển tiếp để chuyển tiếp tín hiệu vô tuyến, do đó nhận ra một công nghệ giao tiếp giữa nhiều trạm đất, là sự kế thừa và phát triển của giao tiếp vi sóng mặt đất. Một hệ thống truyền thông vệ tinh thường bao gồm hai phần, cụ thể là đầu vệ tinh và đầu cuối. Đầu vệ tinh nằm trong không khí, chủ yếu được sử dụng để khuếch đại các tín hiệu được gửi bởi trạm mặt đất và sau đó chuyển tiếp chúng đến các trạm đất khác. Trạm mặt đất chủ yếu được sử dụng để điều khiển và theo dõi các vệ tinh, cũng như nhận ra sự tiếp cận của các hệ thống truyền thông mặt đất vào các hệ thống truyền thông vệ tinh.
Các vệ tinh có thể được chia thành các vệ tinh đồng bộ và các vệ tinh không đồng bộ, các vệ tinh đồng bộ chạy trong không khí theo cùng một hướng và thời gian với hướng và thời gian của vòng quay của Trái đất, và từ bất kỳ vị trí nào trên mặt đất, các vệ tinh là đứng yên; Các vệ tinh không đồng bộ chạy trong một khoảng thời gian lớn hơn hoặc ít hơn chu kỳ hoạt động của Trái đất, và độ cao và độ nghiêng quỹ đạo của chúng có thể được điều chỉnh theo nhu cầu về hình dạng của "độ nghiêng".
Các đặc điểm của giao tiếp vệ tinh là: phạm vi bảo hiểm rộng, dải tần số làm việc rộng, chất lượng giao tiếp tốt, không bị giới hạn bởi các điều kiện địa lý và chi phí không liên quan gì đến khoảng cách giao tiếp, v.v. Nó chủ yếu được sử dụng trong giao tiếp quốc tế và giao tiếp trong nước. Nó chủ yếu được sử dụng trong truyền thông quốc tế, truyền thông trong nước, truyền thông quân sự, truyền thông di động và phát thanh và truyền hình truyền hình, v.v. Ngay lập tức nghe thấy nhau, lý do chính là khoảng cách truyền của liên lạc vệ tinh dài hơn, việc truyền sóng vô tuyến trong không khí là một sự chậm trễ nhất định.
(6) Giao tiếp sóng ngắn:Theo Bộ phận của Ủy ban Tư vấn Đài phát thanh quốc tế, sóng ngắn đề cập đến sóng điện từ với bước sóng 100m - 10 m và tần số 3MHz - 30 MHz. Giao tiếp sóng ngắn đề cập đến việc sử dụng giao tiếp vô tuyến sóng ngắn, còn được gọi là giao tiếp tần số cao (HF). Giao tiếp sóng ngắn có thể được chia thành lan truyền sóng mặt đất và lan truyền sóng bầu trời. Sự suy giảm của sự lan truyền sóng mặt đất tăng lên theo sự gia tăng của tần số hoạt động và trong cùng một điều kiện mặt đất, tần số càng cao, sự suy giảm càng lớn. Việc sử dụng sóng mặt đất chỉ áp dụng cho giao tiếp khoảng cách gần và tần số hoạt động của nó thường được chọn dưới 5 MHz. Sự lan truyền sóng mặt đất bị ảnh hưởng bởi thời tiết là nhỏ, tương đối ổn định, các tham số kênh về cơ bản không thay đổi theo thời gian, vì vậy kênh có thể được coi là một kênh tham chiếu không đổi. Tuyên truyền sóng bầu trời là sóng vô tuyến được phản xạ bởi tầng điện ly để thực hiện giao tiếp đường dài, hình chiếu nghiêng của sóng điện từ được phản xạ bởi tầng điện ly, có thể được truyền xuống mặt đất cách xa hàng ngàn km. Mất sóng của Skywa nhỏ hơn nhiều so với sóng đất, và sau nhiều phản xạ giữa mặt đất và tầng điện ly, chúng có thể đến những nơi cực kỳ xa . Tuyên truyền Skywave cực kỳ không ổn định do ảnh hưởng nghiêm trọng của thay đổi tầng điện ly và lan truyền đa đường, và các tham số kênh của nó thay đổi mạnh mẽ theo thời gian, do đó, nó được gọi là kênh tham số thay đổi. Giao tiếp sóng ngắn được đặc trưng bởi chi phí xây dựng và bảo trì thấp, thời gian chu kỳ ngắn, thiết bị đơn giản, lập kế hoạch mạch dễ dàng, khả năng chống phá hủy mạnh mẽ, dải tần số hẹp, khả năng giao tiếp nhỏ và độ ổn định kém của truyền tín hiệu trên các kênh sóng bầu trời.