無線數(shù)傳模塊簡介

無線數(shù)傳電臺(tái)是采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。區(qū)別與模擬調(diào)頻電臺(tái)加MODEM的模擬式數(shù)傳電臺(tái)，數(shù)字電臺(tái)提供透明RS232接口，傳輸速率19.2Kbps，收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)間小10ms，具有場強(qiáng)、溫度、電壓等指示，誤碼統(tǒng)計(jì)、狀態(tài)告警、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。無線數(shù)傳電臺(tái)作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，有一定的適用范圍:它提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號(hào)的實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強(qiáng)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠(yuǎn)的特點(diǎn)，適合點(diǎn)多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合。

一、概述1主要特點(diǎn):

●載波頻率: 433MHz， 450MHz，470MHz等ISM頻點(diǎn); ●多種可選的通訊接口:RS-232、TTL、 RS-485、USB;●8個(gè)通訊信道，也可根據(jù)客戶要求擴(kuò)展;

●傳輸數(shù)率:1200、2400、4800、9600、19200、38400bps;

●數(shù)據(jù)格式:8N1/8E1/8O1(也可提供其它格式，如9位數(shù)據(jù)位);

●提供方波傳輸功能，方便非標(biāo)的編碼客戶使用;

●收發(fā)一體，半雙工工作模式;

●低功耗，并具有休眠功能;

●工作溫度:-35℃ ~ +75℃(工業(yè)級(jí));

●天線阻抗:50Ω(標(biāo)配為SMA，可定制);●符合EN 300220 and ARIB STD-T67標(biāo)準(zhǔn)。

2、無線模塊的應(yīng)用領(lǐng)域:

水、電、氣等無線抄表系統(tǒng);

樓宇自動(dòng)化、安防、機(jī)房設(shè)備無線監(jiān)控、門禁系統(tǒng);

無線呼叫系統(tǒng)、無線排隊(duì)機(jī)、醫(yī)療器皿;

無線POS、PDA ;

無線數(shù)據(jù)傳輸，自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng));

無線LED顯示屏、搶答器等、智能交通;

RS-485總線轉(zhuǎn)為無線通訊。

應(yīng)用案例:

用戶首先關(guān)心的是傳輸距離問題，距離其實(shí)不是問題。近則采用433MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433，遠(yuǎn)則選用GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DTP_S09F。所謂"近"，指3公里以內(nèi)可以覆蓋大多數(shù)廠礦;所謂"遠(yuǎn)"，是指通訊距離超過3公里，甚至跨越不同地域以及不同國家，好在中國移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了全球，所以距離不是問題。DTP_S09F與DTD433遠(yuǎn)近結(jié)合可以滿足絕大部分無線測控的要求。

◆多臺(tái)PLC之間的無線通信方案

多臺(tái)西門子S7_200之間的無線MODBUS通信設(shè)計(jì)說明，具有設(shè)計(jì)說明及PLC主機(jī)和從機(jī)的程序。

多臺(tái)三菱PLC之間的無線N:N通信設(shè)計(jì)，匯川PLC與三菱PLC方案一樣。

兩個(gè)臺(tái)達(dá)PLC之間的MODBUS無線通信例程，程序源代碼和設(shè)計(jì)說明。

◆無線PLC數(shù)據(jù)終端與無線MODBUS測控終端的連接應(yīng)用

PLC與3公里以內(nèi)4DI/4DO無線開關(guān)量終端DTD433H以及4AI/4AO無線模擬量終端DTD433F進(jìn)行MODBUS協(xié)議無線通信，實(shí)現(xiàn)無線MODBUS傳輸。

◆觸摸屏與PLC的無線通信方案

西門子200PLC和無線PLC數(shù)據(jù)終端與深圳步科觸摸屏的無線通信;

威綸觸摸屏與S7-200的無線PPI通信;

昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS與PLC的無線通信;

Autoface觸摸屏與西門子PLC的無線MODBUS通信;

顯控觸摸屏無線通信實(shí)例;

運(yùn)行觸摸屏組態(tài)程序，能采用MODBUS協(xié)議，西門子PPI協(xié)議，三菱N:N協(xié)議，永宏P(guān)LC協(xié)議，臺(tái)達(dá)PLC協(xié)議等。

◆組態(tài)軟件與PLC的無線通信方案

組態(tài)王軟件與西門子PLC的無線PPI、MODBUS通信;

力控組態(tài)軟件與西門子PLC的無線通信;

3、無線模塊的詳細(xì)規(guī)格:

供電電源: DC 5V (可根據(jù)用戶要求定制);

輸出功率: ≤500mW;(可根據(jù)用戶要求定制)

接收電流: <28mA(TTL接口);

接收靈敏度:-123dBm (1200bps) ;

-118dBm (9600bps)

發(fā)射電流: <350mA;

休眠電流: <20uA;

傳輸距離:2km 以上(BER=10-5@9600bps,標(biāo)配10cm天線，空曠地，天線高度1.5m);

3Km 以上(BER=10-5@1200bps,標(biāo)配10cm天線，空曠地，天線高度1.5m);

外型尺寸:80mm×45mm×20mm (不包括天線接頭 )。

1、 320無線傳輸模塊一只。

2、 DB九頭。

3、 鞭狀天線一支(約10cm)

4、可選配件:

1、 RS-232接口編程連接線。(方便用戶通過電腦的232接口對(duì)模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置)

2、 USB接口編程聯(lián)接線。(方便用戶通過電腦的USB接口對(duì)模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置)

3、 數(shù)據(jù)傳輸測試設(shè)備。(方便用戶在選型或?qū)嶋H使用中對(duì)模塊進(jìn)行測試)

4、 可選天線。(用戶可跟據(jù)自己的實(shí)際使用情況，選擇適合自己的天線，使通訊效果達(dá)到最佳)

1、為達(dá)到最好的通訊效果，請(qǐng)盡量使用紋波系數(shù)較小的電源，電源的最大電流應(yīng)該大于模塊最大電流的1.5倍。

2、TTL、RS-485、RS-232三種接口只能選其一。

3、傳輸數(shù)率分為:接口數(shù)率:用戶可通過PC軟件更改;

空中數(shù)率:空中數(shù)率需要用戶在定貨時(shí)說明。

4、當(dāng)接口SLEEP 為低時(shí)，模塊將進(jìn)入休眠模式。在此模式下，將不能進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。當(dāng)SLEEP 為高或懸空時(shí)150mS后，模塊進(jìn)入工作狀態(tài)。(如不需要休眠功能，此腳懸空)

數(shù)據(jù)傳輸可以簡單地分為有線(包括架設(shè)光纜、電纜或租用電信專線)和無線(分為建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(433/470mMHZ頻段和2.4G等免費(fèi)ISM頻段)或借用CDPD、 GSM、CDMA 等公用網(wǎng)信息平臺(tái))兩大類方式。

相比較而言，用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式比其它方式具有如下優(yōu)點(diǎn)，下面介紹一下用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式相比于有線通訊的優(yōu)點(diǎn)。

有線通信方式的建立必須架設(shè)電纜，或挖掘電纜溝，因此需要大量的人力和物力;而用無線數(shù)傳電臺(tái)建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式則無需架設(shè)電纜或挖掘電纜溝，只需要在每個(gè)終端連接無線數(shù)傳電臺(tái)和架設(shè)適當(dāng)高度的天線就可以了。相比之下用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，節(jié)省了人力物力，投資是相當(dāng)節(jié)省的。

當(dāng)然在一些近距離的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，無線的通訊方式并不比有線的方式成本低，但是有時(shí)候?qū)嶋H的現(xiàn)場環(huán)境難以布線，客戶根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需要還是會(huì)選用無線的方式來實(shí)現(xiàn)通訊。

當(dāng)要把相距數(shù)公里到數(shù)十公里距離的遠(yuǎn)程站點(diǎn)相互連接通訊的時(shí)候，采用有線的方式，必須架設(shè)長距離的電纜或者挖掘漫長的電纜溝，這個(gè)工程周期可能就需要數(shù)個(gè)月的時(shí)間，而用數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，只需要架設(shè)適當(dāng)高度的天線，工程周期只需要幾天或者幾周就可以，相比之下，無線的方式可以迅速組建起通信鏈路，工程周期大大縮短。

有線通訊的局限性太大，在遇到一些特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如遇到山地、湖泊、林區(qū)等特殊的地理環(huán)境或是移動(dòng)物體等布線比較困難的應(yīng)用環(huán)境的時(shí)候，將對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的布線工程有著極強(qiáng)的制約力，而用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將不受這些限制，所以說用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將比有線通訊有更好的更廣泛的適應(yīng)性，幾乎不受地理環(huán)境限制。

在用戶組建好一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)之后，常常因?yàn)橄到y(tǒng)的需要增加新的設(shè)備。如果采用有線的方式，需要重新的布線，施工比較麻煩，而且還有可能破壞原來的通訊線路，但是如果采用無線數(shù)傳電臺(tái)建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需將新增設(shè)備與無線數(shù)傳電臺(tái)相連接就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)充了，相比之下有更好的擴(kuò)展性。

設(shè)備維護(hù)容易

有線通訊鏈路的維護(hù)需沿線路檢查，出現(xiàn)故障時(shí)，一般很難及時(shí)找出故障點(diǎn)，而采用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式只需維護(hù)數(shù)傳模塊，出現(xiàn)故障時(shí)則能快速找出原因，恢復(fù)線路正常運(yùn)行。

無線數(shù)據(jù)傳輸方式相比于有線通訊的缺點(diǎn):可靠性有待改進(jìn)、受環(huán)境影響較大

西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術(shù)的無限數(shù)傳模塊，通信距離遠(yuǎn)，外加天線距離可達(dá)五公里。

模塊必須用信號(hào)調(diào)制才能正常工作，常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272，只要直接連接即可，非常簡單，因?yàn)槭菍Ｓ镁幋a芯片，所以效果很好傳輸距離很遠(yuǎn)。

模塊還有一種重要的用途就是配合單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，這時(shí)有一定的技巧:

1、合理的通訊速率

數(shù)據(jù)模塊的最大傳輸數(shù)據(jù)速率為9.6KBs，一般控制在2.5k左右，過高的數(shù)據(jù)速率會(huì)降低接收靈敏度及增大誤碼率甚至根本無法工作。

2、合理的信息碼格式

單片機(jī)和模塊工作時(shí)，通常自己定義傳輸協(xié)議，不論用何種調(diào)制方式，所要傳遞的信息碼格式都很重要，它將直接影響到數(shù)據(jù)的可靠收發(fā)。

碼組格式推薦方案

前導(dǎo)碼+同步碼+數(shù)據(jù)幀，前導(dǎo)碼長度應(yīng)大于是10ms，以避開背景噪聲，因?yàn)榻邮漳K接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾(即零電平干擾)而引起接收到的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。所以采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識(shí)別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾。同步碼主要用于區(qū)別于前導(dǎo)碼及數(shù)據(jù)。有一定的特征，好讓軟件能夠通過一定的算法鑒別出同步碼，同時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。

數(shù)據(jù)幀不宜采用非歸零碼，更不能長0和長1。采用曼徹斯特編碼或POCSAG碼等。

3、單片機(jī)對(duì)接收模塊的干擾

單片機(jī)模擬2262時(shí)一般都很正常，然而單片機(jī)模擬2272解碼時(shí)通常會(huì)發(fā)現(xiàn)遙控距離縮短很多，這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的時(shí)鐘頻率的倍頻都會(huì)對(duì)接收模塊產(chǎn)生干擾，51系列的單片機(jī)電磁干擾比較大，2051稍微小一些，PIC系列的比較小，我們需要采用一些抗干擾措施來減小干擾。比如單片機(jī)和遙控接收電路分別用兩個(gè)5伏電源供電，將接收板單獨(dú)用一個(gè)78L05供電，單片機(jī)的時(shí)鐘區(qū)遠(yuǎn)離接收模塊，降低單片機(jī)的工作頻率，中間加入屏蔽等。

接收模塊和51系列單片機(jī)接口時(shí)最好做一個(gè)隔離電路，能較好地遏制單片機(jī)對(duì)接收模塊的電磁干擾。

接收模塊工作時(shí)一般輸出的是高電平脈沖，不是直流電平，所以不能用萬用表測試，調(diào)試時(shí)可用一個(gè)發(fā)光二極管串接一個(gè)3K的電阻來監(jiān)測模塊的輸出狀態(tài)。

無線數(shù)據(jù)模塊和PT2262/PT2272等專用編解碼芯片使用時(shí)，連接很簡單只要直接連接即可，傳輸距離比較理想，一般能達(dá)到600米以上，如果和單片機(jī)或者微機(jī)配合使用時(shí)，會(huì)受到單片機(jī)或者微機(jī)的時(shí)鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，一般實(shí)用距離在200米以內(nèi)。

下面為一款帶MCU設(shè)計(jì)的無線數(shù)傳模塊參考圖，采取天線外置方式。

工業(yè)級(jí)短信模塊、彩信模塊及GPRS模塊

GPRS無線數(shù)傳模塊是一款內(nèi)嵌GSM/GPRS核心單元的無線Modem，具有完備的電源管理系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)的串行數(shù)據(jù)接口。外觀小巧，軟件接口簡單易用?？蓮V泛應(yīng)用于工業(yè)短信收發(fā)、彩信收發(fā)圖片文件、GPRS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎T多工業(yè)與民用領(lǐng)域。

GPRS無線數(shù)模塊是針對(duì)工業(yè)級(jí)用戶，采用GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，是一款基于移動(dòng)GSM短消息平臺(tái)和GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的工業(yè)級(jí)通訊終端。它利用GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的短信息和GPRS業(yè)務(wù)為用戶搭建了一個(gè)超遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)輸平臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)規(guī)格設(shè)計(jì)，提供RS232標(biāo)準(zhǔn)接口，直接與用戶設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)中英文短信功能，彩信功能，GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能。