無線通訊模塊

無線通訊模塊近年來無線模塊的價格也呈現(xiàn)上升的趨勢，由于市場火熱，再加上原材料的要求不斷提升，無線模塊也跟著上漲，但是仍然很受大眾的歡迎。特別是在智能科技領(lǐng)域，無線模塊已儼然成為一種高科技產(chǎn)品，將帶動科技和電子行業(yè)的快速發(fā)展。無線模塊在遙控、遙測、無線遙控系統(tǒng)、安全防火系統(tǒng)、小型無線網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線吊稱、無線電子衡器、車輛監(jiān)控、不停車收費(fèi)、停車場管理、無線標(biāo)簽、身份識別、生物訊號采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、數(shù)字音頻傳輸?shù)榷紩婕?。目錄一、無線通訊模塊方案介紹二、無線通訊模塊的優(yōu)點(diǎn)三、無線通訊模塊功能介紹四、無線通訊模塊的特點(diǎn)五、無線通訊模塊工作原理六、無線通訊模塊的種類七、無線通訊模塊的應(yīng)用八、無線通訊模塊的使用注意事項(xiàng)九、無線通訊模塊發(fā)展前景正文一、無線通訊模塊方案介紹無線通訊模塊是連接物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，屬于底層硬件環(huán)節(jié)，具備其不可替代性，無線通訊模塊與物聯(lián)網(wǎng)終端存在一一對應(yīng)關(guān)系。無線模組按功能分為〃通訊模組〃與〃定位模組〃。相對而言，通訊模組的應(yīng)用范圍更廣，因?yàn)椴⒉皇撬械奈锫?lián)網(wǎng)終端均需要有定位功能。無線通訊模塊使得各類物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備具備聯(lián)網(wǎng)訊息傳輸能力，是各類智能終端得以接入物聯(lián)網(wǎng)的訊息入口。它是連接物聯(lián)網(wǎng)感知層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所有物聯(lián)網(wǎng)感知層終端產(chǎn)生的設(shè)備數(shù)據(jù)需要通過無線通訊模塊匯聚至網(wǎng)絡(luò)層，進(jìn)而通過云端管理平臺對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管控，同時經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，帶來管理效率的提升。二、無線通訊模塊的優(yōu)點(diǎn)相比較而言，用無線數(shù)據(jù)傳輸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DATA-6106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)。1、成本廉價有線通訊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，只需要在每個終端連接無線數(shù)傳電臺和架設(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)境的需要還是會選用無線的方式來實(shí)現(xiàn)通訊。2、建設(shè)工程周期短當(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，這個工程周期可能就需要數(shù)個月的時間，而用數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑恍枰茉O(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訊鏈路，工程周期大大縮短。3、適應(yīng)性好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)境或是移動物體等布線比較困難的應(yīng)用環(huán)境的時候，將對有線網(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。4、擴(kuò)展性好在用戶組建好一個通訊網(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。三、無線通訊模塊功能介紹在物聯(lián)網(wǎng)時代，若是物與物之間想要進(jìn)行溝通，就需依靠無線通訊模塊幫助他們實(shí)現(xiàn)對訊號的發(fā)送與接收，使各類物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)訊息傳輸能力。1、通訊功能：支持GPRS和短消息雙通道傳輸數(shù)據(jù);支持多中心數(shù)據(jù)通訊。2、采用功能：采集串口設(shè)備數(shù)據(jù)，如串口儀表、采集器、PLC等。3、遠(yuǎn)程管理功能：支持遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、程序升級。四、無線通訊模塊的特點(diǎn)在物聯(lián)網(wǎng)時代，若是物與物之間想要進(jìn)行溝通，就需依靠無線通訊模塊幫助他們實(shí)現(xiàn)對訊號的發(fā)送與接收，使各類物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備都具備聯(lián)網(wǎng)訊息傳輸能力。在物聯(lián)網(wǎng)感知層終端產(chǎn)生的設(shè)備數(shù)據(jù)都需要通過無線通訊模塊將其匯聚到網(wǎng)絡(luò)層，從而通過管理平臺對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，提高管理效率。1、具備抗干擾能力：抗干擾能力強(qiáng)，可滿足不同無線通訊環(huán)境，特別是干擾環(huán)境下；2、擁有高帶寬：實(shí)現(xiàn)接入高帶寬和傳輸高帶寬，支持各種業(yè)務(wù)的傳輸速率需求；3、覆蓋廣：通過大范圍無線接入和分布式多跳傳輸實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的廣覆蓋；4、移動性強(qiáng)：移動性強(qiáng)，滿足機(jī)動部署需求；5、可自動修復(fù)：增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的抗毀自修復(fù)能力；6、部署快：實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)即插即用，網(wǎng)絡(luò)部署無需人工干預(yù)；7、傳輸安全：通過定制的加解密算法和認(rèn)證鑒權(quán)機(jī)制，保證傳輸?shù)陌踩?；五、無線通訊模塊工作原理物聯(lián)網(wǎng)中涉及到的模塊大多數(shù)是無線通訊模塊，簡稱無線模塊。無線通訊模塊的原理是將電磁波訊號發(fā)送或者接收且轉(zhuǎn)換成我們能理解的訊息。無線通訊模塊的作用是將物于物之間聯(lián)系起來，讓各類物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)訊息傳輸能力，也讓各種智能設(shè)備有一個物聯(lián)網(wǎng)的訊息接口。無線通訊原理就是通過電磁波(無需電纜)在自由空間中把聲音、文字、數(shù)據(jù)、圖像等訊息進(jìn)行傳輸。主要通過地波傳播、天波傳播和直線傳播三種類型進(jìn)行訊息傳輸。由于物聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng)工作在VHF和UHF兩個頻段(30—3000乂也)，電磁波以直射方式在低層大氣中傳播。由于低層大氣并下是均勻介質(zhì)，會產(chǎn)生折射和吸收現(xiàn)象，而且在傳輸路徑上遇到各種障礙物還可能產(chǎn)生反射(R)、衍射(D)、繞射和散射(S)等。1、當(dāng)電磁波遇到比波長大得多的物體時，就會發(fā)生反射，反射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面等光滑界面處。2、當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的傳播路徑被尖利的邊緣阻擋時，電磁波就會發(fā)生繞射。由于繞射，電磁波可越過障礙物到達(dá)接收天線。即使收發(fā)天線間不存在視線路徑，接收天線仍然可以接收到電磁訊號。3、當(dāng)波穿行的介質(zhì)中存在小于波長的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個數(shù)非常巨大時，就會發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其他不規(guī)則物體。在實(shí)際的通訊系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等都會引發(fā)散射。由于電磁波是連續(xù)的模擬訊號，無線通訊中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)需要調(diào)制成模擬訊號，常見的方法有：ASK（幅移鍵控）、飛速（FS）K（頻移鍵控）和PSK（相移鍵控）。注：在通訊系統(tǒng)中存在模擬訊號和數(shù)字訊號兩種訊號，模擬訊號是一個連續(xù)變化的電磁波，而數(shù)字訊號是一個電壓脈沖序列。電話通訊屬于模擬數(shù)據(jù)（聲波）通過模擬訊號傳輸;家庭寬帶拔號上網(wǎng)屬于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過模擬訊號（由〃貓〃完成調(diào)制）傳輸，同時模擬訊號也可以轉(zhuǎn)換成數(shù)字訊號（由〃貓〃完成解調(diào)）;計算機(jī)局域共享屬于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通過數(shù)字訊號傳輸。六、無線通訊模塊的種類市面上的無線通訊模塊種類有如此之多，我們又當(dāng)如何去區(qū)分呢?基于不同的應(yīng)用場景和用戶需求開發(fā)出了不同無線通訊技術(shù)，下面6108技術(shù)小編為大家詳細(xì)解析一下。1、藍(lán)牙藍(lán)牙是我們?nèi)粘＝佑|較多一款無線通訊模塊，這門技術(shù)在1994年由當(dāng)時的電訊巨頭愛立訊公司發(fā)明，它是一種無線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)固定終端設(shè)備、移動終端設(shè)備和個人域網(wǎng)之間短距離的數(shù)據(jù)交換，使用2.4?2.485GHZ的ISM波段的UHF無線電波。藍(lán)牙無線技術(shù)的復(fù)雜性較高;設(shè)備聯(lián)網(wǎng)速度快，10秒即可;集成度和可靠性非常高;傳輸速率一般為1Mbps;成本低廉，安裝較為簡單，是一款適合短距離無線通訊技術(shù)。2、Wi-FiWi-Fi無線技術(shù)大家都非常屬性，是我們?nèi)粘＝佑|最多一項(xiàng)無線通訊技術(shù)了。它是創(chuàng)建與IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是將所有的有線網(wǎng)絡(luò)訊號傳換成無線電波訊號，其他終端設(shè)備通過無線通訊模塊連接上wifi，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)通訊。Wi-Fi技術(shù)覆蓋范圍一般在100米之內(nèi)，技術(shù)較為復(fù)雜，傳輸速率可達(dá)54Mbps，工作頻段為2.4GHZ，發(fā)射功率低于100mw，相比較藍(lán)牙無線通訊，數(shù)據(jù)安全性能較差。但是wifi的發(fā)明非常符合現(xiàn)代化個人和社會需要，發(fā)展前景是非常巨大的。3、ZigBeeZigBee無線通訊技術(shù)是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，在2001年8月，正式成立，成立之初，由于推出的版本較為倉促，存在一定的錯誤，再后來的發(fā)展不斷的完善。ZigBee無線通訊技術(shù)和藍(lán)牙無線通訊技術(shù)相類似，都是短距離無線通訊技術(shù)，但是藍(lán)牙無線通訊技術(shù)存在許多的缺陷，如功耗大，復(fù)雜度高，通訊距離短等，只適合家庭、個人使用。ZigBee技術(shù)的開發(fā)是為了滿足工業(yè)自動化的需求，布局簡單，抗干擾，傳輸可靠，使用方便，低成本，通訊距離從藍(lán)牙的10米開發(fā)從在空曠距離達(dá)數(shù)百米，室內(nèi)能50米左右。4、傳統(tǒng)數(shù)傳電臺數(shù)傳電臺是指借助DSP數(shù)字訊號處理技術(shù)和軟件無線點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺。數(shù)傳電臺可以理解為一種通訊媒介，與光纖、微波一樣，有一定的使用范圍。數(shù)傳電臺的傳輸距離非常的遠(yuǎn)，適用與各種復(fù)雜的環(huán)境，傳輸速率為19.2Kbps,但終端設(shè)備費(fèi)用較為昂貴，使用成本也高，安裝起來較為復(fù)雜。七、無線通訊模塊的應(yīng)用無線模塊廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識別、非接觸RF智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物訊號采集、水文氣象監(jiān)控、機(jī)器人控制、無線232數(shù)據(jù)通訊、無線485/422數(shù)據(jù)通訊、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。超外差接收模塊技術(shù)指標(biāo)超外差接收模塊的體積：28x11x4.5毫米主要技術(shù)指標(biāo)：1、通訊方式：調(diào)幅AM2、工作頻率：315MHz3、接收靈敏度：-102DBM4、靜態(tài)電流：0.1MA5、工作電流：2.5MA6、工作電壓：DC2.1-5.5V7、輸出方式：TTL電平。八、無線通訊模塊的使用注意事項(xiàng)無線通訊模塊一款采用SMT工藝，聲表穩(wěn)頻，功能穩(wěn)定，合適電池供電的小體積、低電壓、微功率的模塊。無線通訊模塊的運(yùn)用很簡單，只需求留意以下3個注意事項(xiàng)就可以了：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、合理的訊息碼格式單片機(jī)和模塊工作時，通常自己定義傳輸協(xié)議，不論用何種調(diào)制方式，所要傳遞的訊息碼格式都很重要，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)錯誤。所以采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識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，同時對接收數(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)對接收模塊的干擾單片機(jī)模擬2262時一般都很正常，然而單片機(jī)模擬2272/