射频通信-协议及应用

RF是指落在与无线电波传播相关的电磁谱内的频率。RF电流在应用于通过空间传播所施加的信号的天线时产生电磁场。尤其是用于无线语音通信和数据通信的电磁波的通信已经使用了数十年。RF信号的频率与场的波长成反比。无线电频率的振荡速率在约30kHz至300 GHz的范围内。

已调制以包含信息的RF波称为RF信号。这些RF信号具有可以预测和检测的一些行为,并且它们可以与其他信号界面。天线必须用于接收无线电信号。这些天线一次将拿起更多无线电信号。通过使用无线电调谐器,可以拾取特定的频率。有一些可用的频段可用于远程控制应用程序。这些也称为ISM(工业,科学和医疗)乐队。最吸引人的频段是434 MHz。


需要在RF载波上调制有效载荷数据。两个简单的调制技术幅度移位键控(询问)和频移键控(FSK)对此是流行的。出于功耗原因,询问大多以开关键控(OOK)实现。挑战正在寻找一个天线设计或概念,其代表成本和性能之间的完美妥协。明确的RF设计是满足法规所必需的。

用于射频远程控制的双向链路:

高端的遥控器可以使用双向射频链接。除了远程控制器到被控设备的链路之外,从设备到控制器还有一条反向链路。通过使用握手协议并向用户提供反馈,这种反向链接可用于确保远程链接的健壮性。双向射频链路是使用射频收发芯片实现的,该芯片包括一个射频接收机和一个射频发射机,共用一个锁相环和一个天线。

RF通信协议:

控制
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为了提高RF链路的鲁棒性,通常会生成循环冗余校验(CRC)值作为帧的一部分。接收器可以通过重新计算接收的数据帧的CRC值并与传输之前生成的CRC值进行比较来清楚地识别任何比特错误。可以用表示测量的电池电压的完整的4位或8位数据字段,发信号通知发射器的电池充电电平。该系统允许两个节点之间的单向通信即发送和接收。

RF模块已与一组四通道编码器和解码器IC结合使用。HT-12E和HT-12D或HT-640和HT-648分别是RF通信中最常用的编码器和解码器。编码器用于编码传输数据,同时由解码器解码接收。编码器将用于串行发送数据而不是并行发送数据。这些信号通过RF串行传输到接收点。解码器用于将接收器处的串行数据解码为并行数据。


RF通信的应用

射频通信主要用于无线数据、语音传输应用、家庭自动化应用、远程控制应用和面向工业的应用。

例如,在家庭自动化应用中,我们可以使用射频控制开关来代替传统开关。为此,射频遥控器可用于控制灯和其他设备,而无需移动到其他地方。这个应用程序对身体有缺陷的人很有用。在面向工业的机器人和车辆控制应用中可以使用射频通信。机器人车辆通常用于人类无法执行的危险操作。为此,需要一个传输单元来控制机器人车辆的运动。

控制机器人车辆的射频发射单元
控制机器人车辆的射频发射单元
由RF传输单元控制的机器人车辆单元
由RF传输单元控制的机器人车辆单元

由于许多原因通过RF传输优于IR(红外线)。首先通过RF发出信号,可以更大的距离,使其适用于远程应用。IR主要在视线模式下运行,但是即使在发射器和接收器之间存在阻塞,RF信号也可以行进。RF传输具有高于红外远程通信的可靠性。RF通信使用特定频率,但IR不会使用特定范围,它们将受到其他IR发射源的影响。

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