Wat is een gateway voor draadloze communicatie?
Een draadloze communicatiegateway is een gateway die gebruikmaakt van draadloze technologie voor gegevensoverdracht. Deze wordt op grote schaal toegepast bij voertuigmonitoring, afstandsbediening, telemetrie, kleine draadloze netwerken, draadloze meteruitlezing, toegangscontrolesystemen, oproepsystemen voor woonwijken, industriële gegevensverzamelsystemen, draadloze tags en identiteitssystemen. Identificatie, contactloze RF-smartcards, kleine draadloze dataterminals, brandbeveiligingssystemen, draadloze afstandsbedieningssystemen, netwerken voor biologische signalen, hydrologische en meteorologische monitoring, robotbesturing, draadloze 232-datacommunicatie, draadloze 485/422-datacommunicatie, digitale audio, digitale beeldoverdracht, enz. in het veld. De gateway bestaat voornamelijk uit een zender, een ontvanger en een controller.
Soorten draadloze communicatiegateways
De gangbare draadloze communicatiegateways op de markt kunnen worden onderverdeeld in de volgende typen:
1. Gateway voor draadloze gegevensoverdracht. De fabrikant van dit type gateway heeft al een microcomputer met één chip ontwikkeld en het programma voor het draadloze communicatiegedeelte geschreven. Het apparaat kan rechtstreeks gegevens verzenden en ontvangen via de seriële poort. Het is eenvoudig in gebruik, maar de kosten zijn relatief hoog.
2. De draadloze zendontvanger-gateway regelt de gegevens van de draadloze zendontvanger doorgaans via een microcontroller, meestal in de FSK- of GFSK-modulatiemodi.
3. De ASK-superheterodyne-gateway wordt voornamelijk gebruikt voor eenvoudige afstandsbediening en gegevensoverdracht.
Aandachtspunten met betrekking tot draadloze communicatiegateways
De draadloze communicatiegateway moet gebruikmaken van signaalmodulatie om correct te kunnen functioneren. Een andere belangrijke functie van de draadloze communicatiegateway is het samenwerken met de microcontroller om de gegevenscommunicatie tot stand te brengen. Hiervoor zijn bepaalde vaardigheden vereist:
1. Redelijke communicatiesnelheid
De maximale gegevensoverdrachtssnelheid van de datagateway bedraagt 9,6 KBS, maar wordt doorgaans ingesteld op ongeveer 2,5 k. Een te hoge gegevensoverdrachtssnelheid leidt tot een lagere ontvangstgevoeligheid, een hogere bitfoutfrequentie en kan er zelfs toe leiden dat het systeem helemaal niet meer werkt.
2. Patroon voor redelijke informatie
Wanneer microcontrollers en gateways functioneren, definiëren ze doorgaans hun eigen transmissieprotocollen. Ongeacht welke modulatiemethode wordt gebruikt, is de indeling van de te verzenden informatiecode van groot belang; deze heeft namelijk een directe invloed op de betrouwbaarheid van het verzenden en ontvangen van gegevens.
Aanbevelingsplan voor codegroepspatronen
Voor het gegevensframe met de synchronisatiecode van de preambule moet de lengte van de preambule groot zijn, namelijk 10 ms, om achtergrondruis te vermijden, aangezien het eerste bit van de door de ontvangende gateway ontvangen gegevens gemakkelijk kan worden verstoord (d.w.z. interferentie op het nulniveau), wat fouten in de ontvangen gegevens veroorzaakt. Daarom kan het gebruik van CPU-codering en -decodering enkele vervormde tekens vóór de gegevensidentificatiebits toevoegen om interferentie op nulniveau te onderdrukken. Synchronisatiecodes worden voornamelijk gebruikt om onderscheid te maken tussen de preambule en de gegevens. Ze hebben bepaalde kenmerken, zodat de software de synchronisatiecode via een bepaald algoritme kan identificeren en klaar is om de gegevens te ontvangen.
Gegevensframes mogen geen codes gebruiken die niet terugkeren naar nul, laat staan ‘long 0’ en ‘long’
1. Kies de Manchester-codering of de POCSAG-code, enz.
3. Interferentie van de microcontroller op de ontvangstgateway
Wanneer de microcontroller 2262 simuleert, verloopt dit doorgaans normaal. Wanneer de microcontroller echter de 2272-decodering simuleert, blijkt meestal dat het bereik van de afstandsbediening aanzienlijk afneemt. Dit komt doordat de vermenigvuldiging van de klokfrequentie van de microcontroller storing veroorzaakt bij de ontvangstgateway. De elektromagnetische interferentie van de 51-serie microcontrollers is relatief groot, en die van de 2051 is iets kleiner. Om de interferentie te verminderen, moeten we enkele anti-interferentiemaatregelen toepassen. Zo worden de single-chipcomputer en het herstelcircuit van de afstandsbediening respectievelijk gevoed door twee 5-volt-voedingen, en wordt de herstelkaart gevoed door een 78L05. Het klokgedeelte van de single-chipcomputer bevindt zich ver van de herstelgateway, waardoor de werkfrequentie van de single-chipcomputer wordt verlaagd en er in het midden afscherming is aangebracht.
Wanneer de draadloze communicatiegateway wordt aangesloten op de microcontroller uit de 51-serie, is het raadzaam een isolatieschakeling aan te brengen, waardoor elektromagnetische interferentie van de microcontroller naar de ontvangende gateway beter kan worden voorkomen. Wanneer de draadloze communicatiegateway in werking is, geeft deze doorgaans pulsen met een hoog niveau af, en geen gelijkstroomniveaus, waardoor deze niet met een multimeter kan worden getest. Tijdens het debuggen kan een lichtdiode in serie worden geschakeld met een weerstand van 3K om de uitgangsstatus van de gateway te controleren. Bij het gebruik van draadloze datagateways en speciale codec-chips zoals de PT2262/PT2272 is de aansluiting zeer eenvoudig en volstaat een directe verbinding. De zendafstand is optimaal en kan over het algemeen meer dan 600 meter bedragen. Bij gebruik in combinatie met een microcontroller of microcomputer kan de microcontroller hierdoor worden beïnvloed. Mogelijk raakt de klok van de microcomputer verstoord, waardoor de zendafstand aanzienlijk afneemt. Over het algemeen ligt de effectieve afstand binnen 200 meter. Trefwoorden: terminal voor meting en besturing op afstand
