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


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... 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 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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