你了解无线通讯吗?智能无线通讯应用介绍

[导读]为增进大家对无线通讯的认识,本文将对智能无线通讯系统予以介绍,主要在于讲解智能无线通讯的应用案例。

无线通讯是当今重要的通讯手段,缺少无线通讯,我们的通信设备将无法使用。对于无线通讯,大家可能具备一定了解,但对于无线通讯的深层知识,大家却未必知晓。为增进大家对无线通讯的认识,本文将对智能无线通讯系统予以介绍,主要在于讲解智能无线通讯的应用案例。如果你对无线通讯具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

智能无线通讯要求自动操作,即不需要使用者按任何按钮,系统可以自己检测或发送信号,100%独立,在不同的环境下可以自学习和自适应,在有噪音的环境下可以排除噪音正常的工作。

上述智能无线通讯系统有很多的要求,第一个要求是体积小、成本低,解决方案用一个智能的单片机来实现,单片机由数字和模拟前端组合成一个芯片;第二个要求是经济的双向通讯,基站命令用125KHz低频发送,高频响应,用低频发送成本逐渐降低;第三个要求是通讯距离在2米以上,其应答器有高度的输入灵敏度,在3毫伏左右;工作在有噪声的环境下,因为在一般环境下有很多的噪音干扰,所以在设计系统的时候要求有高度的灵敏度非常重要;此外就是消除天线的方向性,因为控制信号不可能一直从一个方向发来,特别是随身携带的单元,发送的方向不可能控制,所以在应答器板上使用三个方向的天线XYZ,不管信号从哪个方面来都可以接收到;再者是对电池寿命的要求,因为有一些电池是用来作汽车里面胎压检测系统的,不可能每6个月打开换电池,所以采用唤醒滤波器以减少电流使用;最后是数据的安全性要求,发送信号加密,收到信号时再解密,使用加密解密的算法有很多,Microchip用Keylock算法。

图1所示是一个智能被动无匙门禁系统,图示系统和普遍使用的系统有相似的地方也有完全不同的地方,左边基站由一个单片机和高频的发送器和低频发送器与接收器组成,基站发出125KHz的低频命令,当右面的智能接收器收到信号时会处理信号,信号达到一定的要求使用高频或低频作为响应。智能的接收器有3个接收方向XYZ,不管信号从哪个方向送来都可以接收到这个信号,而且使用者不需要任何的按钮。这样的智能接收器可以自动的接收信号、发送信号和处理信号。

图2所示是PKE应答器原理图,图中的PIC16F639是由PIC16F636和MCP2030构成,其中MCP2032是模拟前端,PIC16F636是另外一个单片机,使用PIC16F636和模拟前端组合在一起主要是因为PIC16F636有Keylock加密解密的功能,如果使用者不需加密解密功能则可以使用2030模拟前端和其他的单片机组合。

在汽车系统应用中有很多智能应答器的使用,如智能车辆出入系统、引擎防盗锁系统(如图3所示)和胎压监测系统(TPMS)。

智能PKE应答器不仅适用在汽车里面,也可以应用在其它地方,如车库开门关门、公共停车场,很多汽车如果有智能应答器,汽车靠近停车场时门会自动打开。

胎压检测系统(如图4所示)的显示组主要由三个单位组成:一个在轮胎里面,图中左下角由智能单片机、胎压传感器和高频发送器组成;右角上方是基站,主要由一个单片机和一个高频的接收器组成;右方下角是低频触发器,一般放在靠近轮胎很近的车身部分,使用时每3或4秒低频触发器会发出一个启动命令给轮胎单位,轮胎里面的智能单片机收到的信号达到要求时,会告诉胎压传感器去测量轮胎的温度和胎压,然后再由高频发送器把胎压的数据发给基站。

使用唤醒滤波器的目的主要是减少工作电流,从而可以延长电池的寿命。一般情况下,数字部分一直保持在睡眠状态,以达到最低的电流使用。而模拟前端不停地寻找输入信号,只有在达到预定的波形也即输入信号达到要求时,模拟前端才会去唤醒滤波器。

图5所示为一个具有无电池和后备电池的应答器电路,有些情况下,如果电池接触不好系统会没有电,可以用磁场来短暂的给供电,这样应答器在没有电池的情况下照样可以工作。

系统工作要求是,在应答器方面需要有低频的电线,高频发送器,以及一些系统可选后备电子的电路,此外还要有一个智能的单片机和单片机的部件;基站系统要求有低频发送器、高频接收器、天线、单片机和单片机的固件部分。

双向通讯距离有一些参数,应答器需要天线调谐及Q,天线定位使用三维天线,接收灵敏度,输出信号的调制深度;基站需要输出功率和接收的灵敏度。

天线设计低频普遍是采用125KHz,现在使用LC谐振电路;天线类型使用空心线圈或者铁氧体的磁心,LC的谐振频率和基站的载波频率相同,范围被动标签在1米左右,主动标签在5米左右。高频率从315MHz到960MHz,最常见的是315MHz和433MHz,使用偶极电线刻在PCB上,范围相对高得多,被动标签大概在5米左右,主动标签在100米左右。

图6所示为一个磁通量和天线感应电压关系的公式,这里主要是说明在判断感应电压的时候看到很多的因素:比如线圈的匝数、接触器线圈表面积、频率、接收电线和发送天线的角度都会影响到天线感应的电压。

图7所示为一个天线感应电压和距离的关系,大图上显示了基站和接收器靠的很近的时候,信号的电压是200V,小图则显示了距离到3米的时候,电压的信号只有达到5毫伏峰值,可以看出信号输入的灵敏度在这里是非常关键的。

我们可以作一下总结,一个智能无线通讯系统需要可靠的自动操作,具体包括智能的双向通讯、低系统成本、低频输入高灵敏度(这一点比较关键),低功耗以及安全的数据加密和解密,结论是用一个智能的单片机构建系统可以达到所有要求,因此可以作为一个可靠的解决方案。

以上便是此次小编带来的“无线通讯”相关内容,通过本文,希望大家对智能无线通讯应用案例具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

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