Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Przegląd bezprzewodowych technologii komunikacyjnych krótkiego zasięgu w zastosowaniach przemysłowych

arch. redakcji

Technologie bezprzewodowe stały się obecnie standardem komunikacyjnym w większości aspektów ludzkiej działalności, systematycznie wypierając przewodowych poprzedników. Umożliwił to znaczący spadek kosztów implementacji takiej technologii, w połączeniu za znacznie prostszą instalacją oraz procedurą użytkowania. Jednym z problemów pojawiających się w transmisji bezprzewodowej jest potencjalne zagrożenie ­wzajemnego zakłócania urządzeń znajdujących się w swoim zasięgu.

Znaczna liczba modułów pracuje w radiowym paśmie nielicencjonowanym (powszechnie znanym jako ISM – Industrial Scientific Medical), co ułatwiło rozwój wielu zastosowań, ale również wprowadziło ograniczenia, np. odnośnie mocy emitowanej przez anteny.

Ponieważ najczęściej stosowane są anteny dookólne, w jednej chwili dochodzi do przenikania się wielu fal elektromagnetycznych pochodzących z różnych źródeł. Co więcej, brak ograniczeń na wykorzystanie pasma sprawia, że w jednej lokalizacji pojawić się może dowolna liczba urządzeń nadających i odbierających niezależne strumienie danych. Z tego względu istotne są parametry związane z określonymi pasmami, które jednocześnie sugerują obszar potencjalnych zastosowań.

Najbardziej znanymi technologiami bezprzewodowymi są obecnie standardy IEEE 802.11 (szerzej znane jako Wi‑Fi), czyli standard lokalnej bezprzewodowej sieci komputerowej, a także IEEE 802.15.1 (o powszechnie rozpoznawalnej nazwie Bluetooth), zapewniający komunikację pomiędzy urządzeniami znajdującymi się blisko siebie (przeważnie do 10 m) i wymieniającymi się niewielką ilością informacji (z prędkością do 1 Mb/s).

Oprócz wymienionych rozwiązań istnieją jednak inne, wykraczające poza powszechnie rozpoznawane pasmo ISM (2,4 GHz lub 5 GHz).

Do takich w szczególności należą SRD860 oraz LPD433 (zaliczana do ISM), które również mogą zostać wykorzystane w zastosowaniach pomiarowych, sterowania oraz w tzw. obszarze użytkownika końcowego.

Z pasma SRD860 korzystać może np. technologia ZigBee (standard IEEE 802.15.4) w Europie, LPD433 zaś wykorzystywane jest głównie do bezprzewodowej transmisji głosowej (amatorska radiokomunikacja).

W artykule przedstawiono technologie komunikacji bezprzewodowej bliskiego zasięgu działające w paśmie poniżej 1 GHz. Po krótkim wprowadzeniu do standardów SDR omówiono ich parametry fizyczne (m.in. dopuszczalną moc i typową prędkość transmisji), co obejmuje również liczbę i szerokość kanałów komunikacyjnych, wykorzystywane modulacje, a także zdolność do poprawnego odbioru danych cyfrowych w warunkach zakłóceń. Przedstawiono również typowe zastosowania omawianych standardów, zarówno obecne, jak i planowane w przyszłości.

Charakterystyka pasm SDR

Technologia urządzeń bliskiego zasięgu opracowywana jest od kilkudziesięciu lat, czego efektem jest zarówno szereg standardów (m.in. wymienione wcześniej Wi-Fi czy Bluetooth), jak i dokumentów standaryzacyjnych określających ograniczenia każdego z rozwiązań oraz przewidującego jego użyteczność w przyszłości [1].

W efekcie utworzono mapę zajętości pasma częstotliwości radiowych z przeznaczeniem dla tego typu urządzeń. Nie jest to pasmo jednolite, zostało bowiem podzielone na wiele podpasm, zajmujących obszary od kilkuset kiloherców do 246 GHz.

Wiele z zarezerwowanych podpasm zostało przydzielonych istniejącym rozwiązaniom, niektóre wciąż czekają na potencjalne zastosowanie.

Zatwierdzaniem przydziałów częstotliwości dla poszczególnych zastosowań zajmują się z ramienia Komisji Europejskiej organizacje ETSI (European Telecommunications Standards Institute) oraz CEPT (European Conference of Postal and Telecommunications Administrations).

W tym drugim przypadku najistotniejszy dla technologii SDR jest wydział ECC (Electronic Communications Committee), odpowiedzialny ze rekomendację dla poszczególnych zakresów.

Najważniejszą cechą pasm SDR jest brak konieczności pozyskania licencji na ich wykorzystanie. Zaletą takiego rozwiązania jest duża swoboda we wprowadzaniu kolejnych urządzeń do użytku, co wpłynęło na popularność np. komputerowych sieci bezprzewodowych.

Z drugiej strony problemem może być właśnie liczba jednocześnie nadających i odbierających dane modułów. Z tego powodu konieczne stało się wprowadzenie szeregu ograniczeń ułatwiających koegzystencję urządzeń (np. poprzez dopuszczenie maksymalnego poziomu mocy sygnału emitowanego przez antenę).

Rys. 1. Przydział częstotliwości do poszczególnych zastosowań w ramach pasma SRD
Rys. 1. Przydział częstotliwości do poszczególnych zastosowań w ramach pasma SRD; Rys. P. Bilski

Pasmo SRD może być wykorzystane zarówno do transmisji analogowej, jak i cyfrowej, jednak ta druga ze względu na upowszechnienie się układów cyfrowych praktycznie we wszystkich dziedzinach techniki jest zdecydowanie częściej stosowana (dlatego też w artykule omawiane są tylko rozwiązania komunikacji cyfrowej).

Uproszczoną tablicę przydziałów częstotliwości przedstawia rysunek 1.

Literatura

1. „ERC Recommendation 70-03”, online:  http://www.erodocdb.dk/docs/doc98/official/pdf/rec7003e.pdf.
2. A. Zankiewicz, „Technologie bezprzewodowej komunikacji M2M w pasmach nielicencjonowanych – Wi-Fi (IEEE 802.11)”, ElektroInfo, 12/2014.
3. Z. Mazur, „Technologia RFID w systemach automatycznej identyfikacji obiektów”, ElektroInfo, 3/2014.
4. „Short Range Devices operating in the 863-870 MHz frequency band”, Aegis, online: http://stakeholders.ofcom.org.uk/binaries/consultations/tlc/annexes/Final_report.pdf.
5. „Komunikacja bezprzewodowa”, Astor, http://www.astor.com.pl/downloads/katalogi/SATEL/1_SATEL/SATEL.pdf
6. G. Fokin, D. Volgushev, A. Kireev, D. Bulanov, V. Lavrukhin, "Designing the MIMO SDR-based LPD transceiver for long-range robot control applications," Proc. 6th International Congress on Ultra Modern Telecommunications and Control Systems and Workshops (ICUMT), 6-8 Oct. 2014, St. Petersburg, Russia, pp. 456-461.
7. M. Loy, R. Karingattil, and L. Williams, "ISM-Band and Short Range Device Regulatory Compliance Overview," Texas Instruments Application Report, online: http://www.ti.com/lit/an/swra048/swra048.pdf.

Czytaj też: Przetworniki położenia liniowego i kątowego- interesujące rozwiązania >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 12/2015

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl