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


Gdzie szukać pomocy przy doborze właściwego źródła zasilania »

Dobór źródła zasilania

Optymalne rozwiązania na każdym etapie, zarówno dystrybucji, jak i tworzenia dedykowanych pakietów zasilania. Wszystko po to, aby zapewnić jak najwyższą jakość ... czytam dalej »

 


Jak zmniejszyć swój rachunek za prąd »

koszt prądu

Oszczędzanie na rachunkach za prąd w domu lub firmie jest możliwe. Wystarczy dokładnie sprawdzić (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Łączniki i gniazda instalacyjne - jakie wybrać?

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Przewodnik po złączach - znajdż idealne rozwiązanie dla siebie »

automatyka przemysłowa Przewodnik po złączach
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Oznaczniki mobilne na przewody i osprzęt - które wybrać »

Kamery termowizyjne Technika laminowania taśm, zapewnia trwałe nadruki poprzez całkowitą ochronę tekstu przed czynnikami niszczącymi, takimi jak: zdrapywanie, ścieranie, zmywanie, promieniowanie UV a nawet substancj (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

ograniczniki bezpanelowa energia słoneczna
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) 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 »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Bramka IoT chmury do integracji nowych i istniejących systemów bez konieczności programowania.»

Zobacz jak robot testuje bankomaty?

bramka iot Robot testuje bankomaty
Dzięki prostemu połączeniu z procesem za pomocą protokołów, np. Modbus/TCP, dane czujników i dane procesowe są zbierane, przetwarzane i monitorowane ... czytam więcej » Około 30 sekund zajmuje średnio wypłacenie pieniędzy z wielofunkcyjnego bankomatu ATM. Urządzenia, które są dostępne „za rogiem” w większości miast, zmieniły nasze podejście ... czytam dalej »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... 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?

Przewdonik "Eliminuj błędy
i usprawnij instalacje przewodów" »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... 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 »
9/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Metody badania funkcji zabezpieczeń nadprądowych przekaźników elektroenergetycznych
  • - Fotowoltaika szansą rozwoju dla komunikacji miejskiej
Zobacz szczegóły

SEP świętuje 100 lat!

Jak co roku targom ENERGETAB towarzyszą konferencje organizowane przez izby i stowarzyszenia patronujące. Z okazji obchodzonego w tym roku 100-lecia Stowarzyszenia Elektryków Polskich...

Przekaźnik instalacyjny o wysokiej odporności na prąd udarowy

RPI-1ZI-U24A firmy Relpol, to nowy przekaźnik instalacyjny, który wytrzymuje prąd załączania 120 A w czasie 20 ms. Przekaźnik ten przeznaczony jest do załączania obwodów o wysokim...
.steute Polska .steute Polska
steute jest międzynarodowym przedsiębiorstwem specjalizującym się w projektowaniu oraz produkcji bezpiecznej, niezawodnej aparatury...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

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