RF-Kommunikation - Protokoll und Anwendung

RF bezieht sich auf die Frequenzen, die mit in fallendas elektromagnetische Spektrum, das mit der Ausbreitung von Funkwellen verbunden ist. HF-Strom erzeugt elektromagnetische Felder, wenn er an eine Antenne angelegt wird, die das angelegte Signal im Raum ausbreiten. Kommunikationen auf der Basis elektromagnetischer Wellen werden seit vielen Jahrzehnten insbesondere für die drahtlose Sprachkommunikation und Datenkommunikation verwendet. Die Frequenz des HF-Signals ist umgekehrt proportional zur Wellenlänge des Feldes. Die Oszillationsrate für die Radiofrequenzen liegt im Bereich von 30 KHz bis 300 GHz.

HF-Wellen, die so moduliert wurden, dass sie enthalten sindInformationen werden als RF-Signale bezeichnet. Diese HF-Signale weisen einige Verhaltensweisen auf, die vorhergesagt und erkannt werden können, und sie können mit anderen Signalen kommunizieren. Zum Empfang der Funksignale müssen Antennen verwendet werden. Diese Antennen empfangen gleichzeitig mehr Funksignale. Durch die Verwendung von Radio-Tunern können bestimmte Frequenzen aufgenommen werden. Es gibt einige freie Bänder, die zur Fernsteuerung von Anwendungen verwendet werden. Diese werden auch als ISM-Bänder (Industrial, Scientific and Medical) bezeichnet. Das attraktivste Frequenzband liegt bei 434 MHz.

Die Nutzdaten müssen auf der HF moduliert werdenTräger. Zwei einfache Modulationstechniken sind Amplitude Shift Keying (ASK) und Frequency Shift Keying (FSK). Aus Gründen des Stromverbrauchs wird ASK meistens als ON-OFF-Keying (OOK) implementiert. Die Herausforderung besteht darin, ein Antennendesign oder -konzept zu finden, das einen perfekten Kompromiss zwischen Kosten und Leistung darstellt. Für die Einhaltung der Vorschriften ist ein klares HF-Design erforderlich.

Bidirektionale Links für die RF-Fernbedienung:

High-End-Fernbedienungen können basierend auf verwendet werdenbidirektionale RF-Verbindungen. Neben der Verbindung der Fernbedienung zum gesteuerten Gerät gibt es eine zusätzliche Verbindung rückwärts vom Gerät zur Steuerung. Diese Rückwärtsverbindung kann verwendet werden, um die Robustheit der Fernverbindung durch Verwendung von Handshake-Protokollen sicherzustellen und dem Benutzer eine Rückmeldung zu geben. Bidirektionale HF-Verbindungen werden unter Verwendung von HF-Transceiver-ICs implementiert, die einen HF-Empfänger und einen HF-Sender umfassen, die sich eine einzige PLL und eine einzelne Antenne teilen.

Protokolle für die RF-Kommunikation:

Steuerung

Zur Verbesserung der Robustheit der HF-Verbindung CyclicCRC-Werte (Redundancy Check) werden häufig als Teil des Frames generiert und übertragen. Der Empfänger kann Bitfehler eindeutig identifizieren, indem er die CRC-Werte des empfangenen Datenrahmens neu berechnet und mit den vor der Übertragung erzeugten Werten vergleicht. Der Ladezustand des Senders kann mit einem vollständigen 4-Bit- oder 8-Bit-Datenfeld signalisiert werden, das die gemessene Batteriespannung darstellt. Die Systeme ermöglichen eine Einwegkommunikation zwischen zwei Knoten, nämlich Senden und Empfangen.

Die RF-Module wurden in Verbindung mit verwendetein Satz von 4-Kanal-Encoder- und Decoder-ICs. HT-12E und HT-12D oder HT-640 und HT-648 sind die am häufigsten verwendeten Encoder bzw. Decoder in der HF-Kommunikation. Der Kodierer wird zum Kodieren von Übertragungsdaten verwendet, während der Empfang durch den Dekodierer dekodiert wird. Der Encoder wird für die serielle Übertragung der Daten anstelle des parallelen Sendens verwendet. Diese Signale werden seriell durch RF zum Empfangspunkt übertragen. Der Decoder wird zur Decodierung der seriellen Daten am Empfänger und als parallele Daten verwendet.

Anwendungen der RF-Kommunikation

Die Funkkommunikation wird hauptsächlich für drahtlose Daten, Sprachübertragungsanwendungen und Heimautomationsanwendungen, Fernsteuerungsanwendungen und in industrieorientierten Anwendungen verwendet.

Zum Beispiel in Hausautomationsanwendungenkann anstelle von herkömmlichen Schaltern HF-gesteuerte Schalter verwenden. Zu diesem Zweck kann eine RF-Fernbedienung zur Steuerung von Licht und anderen Geräten verwendet werden, ohne sich an andere Orte zu bewegen. Diese Anwendung ist vor allem für körperlich behinderte Menschen nützlich. In industriell orientierten Anwendungen zur Steuerung von Robotern und Fahrzeugen kann die HF-Kommunikation eingesetzt werden. Die Roboterfahrzeuge werden im Allgemeinen in riskanten Operationen eingesetzt, die nicht von Menschen ausgeführt werden können. Hierzu wird eine Sendeeinheit zur Steuerung der Roboterfahrzeugbewegung benötigt.

Steuerkreis
Steuerschaltung

Aus vielen Gründen ist die Übertragung über Funk möglichist besser als IR (Infrarot). Erstens kann das Signal durch RF größere Entfernungen zurücklegen, wodurch es für Anwendungen mit größerer Reichweite geeignet ist. IR arbeitet meistens im Sichtlinienmodus, aber RF-Signale können sich auch dann ausbreiten, wenn zwischen Sender und Empfänger ein Hindernis besteht. Die HF-Übertragung hat eine höhere Zuverlässigkeit als die Infrarotfernkommunikation. HF-Kommunikationen verwenden eine bestimmte Frequenz, IR verwendet jedoch keinen bestimmten Bereich und wird von anderen IR-Strahlungsquellen beeinflusst.

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  • Bild von creativentechno.files

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