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通信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)(433MHZ頻段和2.4G頻段)或借用CDPD、 GSM、CDMA 等公用網(wǎng)信息平臺)兩大類方式。下面就介紹物聯(lián)網(wǎng)中無線通信模塊,4G模塊和WIFI模塊。
無線通訊模塊功能介紹
無線通信模塊廣泛地運用在車輛監(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)、生物信號采集、水文氣象監(jiān)控、機器人控制、無線232數(shù)據(jù)通信、無線485/422數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。
模塊必須用信號調(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,因為是專用編碼芯片,所以效果很好傳輸距離很遠。
模塊還有一種重要的用途就是配合單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊,這時有一定的技巧:
1、合理的通訊速率
數(shù)據(jù)模塊的傳輸數(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、合理的信息碼格式
單片機和模塊工作時,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
前導碼+同步碼+ 數(shù)據(jù)幀,前導碼長度應大于是10ms,以避開背景噪聲,因為接收模塊接收到的數(shù)據(jù)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、單片機對接收模塊的干擾
單片機模擬2262時一般都很正常,然而單片機模擬2272解碼時通常會發(fā)現(xiàn)遙控距離縮短很多,這是因為單片機的時鐘頻率的倍頻都會對接收模塊產(chǎn)生干擾,51系列的單片機電磁干擾比較大,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。比如單片機和遙控接收電路分別用兩個5伏電源供電,將接收板單獨用一個78L05供電,單片機的時鐘區(qū)遠離接收模塊,降低單片機的工作頻率,中間加入屏蔽等。
接收模塊和51系列單片機接口時做一個隔離電路,能較好地遏制單片機對接收模塊的電磁干擾。
接收模塊工作時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)試時可用一個發(fā)光二極管串接一個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,連接很簡單只要直接連接即可,傳輸距離比較理想,一般能達到600米以上,如果和單片機或者微機配合使用時,會受到單片機或者微機的時鐘干擾,造成傳輸距離明顯下降,一般實用距離在200米以內(nèi)。
功能
通信功能: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)通信。
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。
遠程管理功能:支持遠程參數(shù)設(shè)置、程序升級。
折疊編輯本段特點
工業(yè)級設(shè)計,適用室外惡劣環(huán)境。
內(nèi)置軟硬件看門狗,不死機,不掉線。
支持數(shù)據(jù)透明傳輸。
支持域名解析功能。
支持各家組態(tài)軟件和用戶自行開發(fā)軟件系統(tǒng)。
折疊編輯本段優(yōu)點
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,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。
4g模塊功能介紹
4G LTE 是TD-LTE和FDD-LTE等 LTE網(wǎng)絡(luò)制式的統(tǒng)稱。具有通信速度快、網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、通信靈活等特點。4G模塊是指硬件加載到頻段,軟件支持標準的LTE協(xié)議,軟硬件高度集成模組化的一種產(chǎn)品的統(tǒng)稱。硬件將射頻、基帶集成在一塊PCB小板上,完成無線接收、發(fā)射、基帶信號處理功能,。軟件支持語音撥號、短信收發(fā)、撥號聯(lián)網(wǎng)等功能。
在國內(nèi),4G模塊除了支持 FDD LTE/TD-LTE兩種LTE制式,還要向下兼容2G/3G,支持TD-SCDMA/WCDMA/ EDGE/GPRS/GSM/CDMA1X/EVDO 等模式。 在數(shù)據(jù)業(yè)務下行速率可以達到 100Mbps,上行速率可以達到 50Mbps,為客戶提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入與無線數(shù)據(jù)連接等功能。除了提供高速數(shù)據(jù)接入以外,還提供語音(PCM)、短信、通訊簿等功能,可以廣泛用于筆記本、平板、觸摸屏通信裝置、智能手機、視頻監(jiān)控、多媒體手機和車載設(shè)備等終端產(chǎn)品以及垂直應用。
WiFi模塊功能介紹
Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊,屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層,功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)通信標準的嵌入式模塊,內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng),是實現(xiàn)無線智能家居、M2M等物聯(lián)網(wǎng)應用的重要組成部分。
Wifi 模塊 包括兩種類型的拓撲形式:基礎(chǔ)網(wǎng)(Infra)和自組網(wǎng)(Adhoc),要說明無線網(wǎng)絡(luò)的拓撲形式,首先要了解兩個基本概念:1:AP,也就是無線接入點,是一個無線網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建者,是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點。一般家庭或辦公室使用的無線路由器就是一個AP。2:STA站點,每一個連接到無線網(wǎng)絡(luò)中的終端(如筆記本電腦、PDA及其它可以聯(lián)網(wǎng)的用戶設(shè)備)都可稱為一個站點。
基于AP組建的基礎(chǔ)無線網(wǎng)絡(luò)(Infra):Infra:也稱為基礎(chǔ)網(wǎng),是由AP創(chuàng)建,眾多STA加入所組成的無線網(wǎng)絡(luò),這種類型的網(wǎng)絡(luò)的特點是AP是整個網(wǎng)絡(luò)的中心,網(wǎng)絡(luò)中所有的通信都通過AP來轉(zhuǎn)發(fā)完成。
2.基于自組網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)(Adhoc):Adhoc:也稱為自組網(wǎng),是僅由兩個及以上STA自己組成,網(wǎng)絡(luò)中不存在AP,這種類型的網(wǎng)絡(luò)是一種松散的結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)中所有的STA都可以直接通信。
3. 安全機制:本模塊支持多種無線網(wǎng)絡(luò)加密方式,能充分保證用戶數(shù)據(jù)的安全傳輸,包括:WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK。
4.快速聯(lián)網(wǎng):本模塊支持通過信道號的方式來進行快速聯(lián)網(wǎng)。在通常的無線聯(lián)網(wǎng)過程中,會首先對當前的所有信道自動進行一次掃描,來搜索準備連接的目的AP創(chuàng)建的(或Adhoc)網(wǎng)絡(luò)。本模塊提供了設(shè)置工作信道的參數(shù),在已知目的網(wǎng)絡(luò)所在信道的條件下,可以直接模塊的工作信道,從而達到加快聯(lián)網(wǎng)速度的目的。
5.地址綁定:本模塊支持在聯(lián)網(wǎng)過程中綁定目的網(wǎng)絡(luò)BSSID地址的功能。根據(jù)802.11協(xié)議規(guī)定,不同的無線網(wǎng)絡(luò)可以具有相同的網(wǎng)絡(luò)名稱(也就是SSID/ESSID),但是必須對應一個的BSSID 地址。非法入侵者可以通過建立具有相同的SSID/ESSID的無線網(wǎng)絡(luò)的方法,使得網(wǎng)絡(luò)中的STA聯(lián)接到非法的AP上,從而造成網(wǎng)絡(luò)的。通過BSSID地址綁定的方式,可以防止STA 接入到非法的網(wǎng)絡(luò),從而提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。
6.無線漫游:本模塊支持基于802.11協(xié)議的無線漫游功能。無線漫游指的是為了擴大一個無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,由多個AP共同創(chuàng)建一個具有相同的SSID/ESSID的無線網(wǎng)絡(luò),每個AP用來覆蓋不同的區(qū)域,接入到網(wǎng)絡(luò)的STA可以根據(jù)所處位置的選擇信號的AP接入,而且隨著STA的移動自動在不同的AP之間切換。
7. 靈活的參數(shù)配置:1. 基于串口連接,使用配置管理程序2. 基于串口連接,使用Windows下的超級終端程序 3.基于網(wǎng)絡(luò)連接,使用IE瀏覽器程序4. 基于無線連接,使用配置管理程序。
8.作為一體化智能硬件解決方案核心模塊,幫助傳統(tǒng)廠商以更快的迭代速度完成傳統(tǒng)硬件的改造,同時降低整體開發(fā)成本,快速轉(zhuǎn)型。氦氪認為:這個智能家居極速開發(fā)方案覆蓋了一套完整智能家居產(chǎn)品的五個方面:硬件、嵌入式系統(tǒng)、云服務、數(shù)據(jù)分析和APP應用。他們的目標用戶主要包括大小家電、LED廠商、廚衛(wèi)電器等。