1我國無線數(shù)傳的發(fā)展歷史

我國在無線數(shù)據(jù)通信技術方面，與歐、美、日等發(fā)達國家相比，起步較晚，至少落后了20年左右，但發(fā)展較快。無線數(shù)傳電臺概念在我國的形成，應該是在改革開放后的80年代初期，但在整個80年代，由于我國的軟件及硬件技術還比較落后，系統(tǒng)集成水準還比較低，因此數(shù)傳電臺也只是在水利、電力、自來水等極少數(shù)的幾個領域進行一些試驗性的、小范圍的、小批量的應用。看到無線數(shù)據(jù)通信的發(fā)展前景，當時的國家無線電管理委員會還專門辟出了223~235MHz的無線數(shù)據(jù)通信專用頻段，避免了與當時的150MHz、450MHz等語音通信設備爭奪有限的頻率資源，這一有遠見的做法為日后數(shù)傳電臺及遙控遙測系統(tǒng)的快速發(fā)展奠定了良好的政策基礎。

進入90年代初期，隨著改革開放的深入，以電力、水利、自來水、石油、環(huán)保、熱網(wǎng)等為代表的國民經(jīng)濟的重要行業(yè)發(fā)展迅速，對自動化程度的要求也日益提高。我國的遙控遙測系統(tǒng)（簡稱“三遙”系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)）市場由此由實驗階段逐漸進入了高速發(fā)展階段，從民用到軍用，應用領域也越來越廣泛，需求量也越來越大。數(shù)傳電臺于是進入了一個蓬勃發(fā)展期。常見、典型的遙控遙測系統(tǒng)有：工業(yè)自動化、油田數(shù)據(jù)采集、水文水情測報系統(tǒng)（即流域防汛監(jiān)測系統(tǒng)）、自來水管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、鐵路信號監(jiān)控系統(tǒng)、熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、輸油供氣管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)、GPS定位系統(tǒng)、地震測報系統(tǒng)、無人機系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等等自動化系統(tǒng)。 

2模塊簡介

無線數(shù)傳電臺是采用數(shù)字信號處理、數(shù)字調制解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺。區(qū)別與模擬調頻電臺加MODEM的模擬式數(shù)傳電臺，數(shù)字電臺提供透明RS232接口，傳輸速率19.2Kbps，收發(fā)轉換時間小10ms，具有場強、溫度、電壓等指示，誤碼統(tǒng)計、狀態(tài)告警、網(wǎng)絡管理等功能。無線數(shù)傳電臺作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，有一定的適用范圍：它提供某些特殊條件下專網(wǎng)中監(jiān)控信號的實時、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網(wǎng)結構靈活、覆蓋范圍遠的特點，適合點多而分散、地理環(huán)境復雜等場合。

主要特點

一、概述1主要特點：

●載波頻率： 433MHz， 450MHz，470MHz等ISM頻點；

●多種可選的通訊接口：RS-232、TTL、 RS-485、USB；●8個通訊信道，也可根據(jù)客戶要求擴展；

●傳輸數(shù)率：1200、2400、4800、9600、19200、38400bps；

●數(shù)據(jù)格式：8N1/8E1/8O1（也可提供其它格式，如9位數(shù)據(jù)位）；

●提供方波傳輸功能，方便非標的編碼客戶使用；

●收發(fā)一體，半雙工工作模式；

●低功耗，并具有休眠功能；

●工作溫度：-35℃ ～ +75℃（工業(yè)級）；

●天線阻抗：50Ω（標配為SMA，可定制）；●符合EN 300220 and ARIB STD-T67標準。

應用領域

2、無線模塊的應用領域：

水、電、氣等無線抄表系統(tǒng)；

樓宇自動化、安防、機房設備無線監(jiān)控、門禁系統(tǒng);

無線呼叫系統(tǒng)、無線排隊機、醫(yī)療器皿;

無線POS、PDA ;

無線數(shù)據(jù)傳輸，自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）;

無線LED顯示屏、搶答器等、智能交通;

RS-485總線轉為無線通訊。

應用案例：

用戶首先關心的是傳輸距離問題，距離其實不是問題。近則采用433MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433，遠則選用GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DTP_S09F。所謂“近”，指3公里以內可以覆蓋大多數(shù)廠礦；所謂“遠”，是指通訊距離超過3公里，甚至跨越不同地域以及不同國家，好在中國移動網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋了全球，所以距離不是問題。DTP_S09F與DTD433遠近結合可以滿足絕大部分無線測控的要求。

◆多臺PLC之間的無線通信方案

多臺西門子S7_200之間的無線MODBUS通信設計說明，具有設計說明及PLC主機和從機的程序。

多臺三菱PLC之間的無線N：N通信設計，匯川PLC與三菱PLC方案一樣。

兩個臺達PLC之間的MODBUS無線通信例程，程序源代碼和設計說明。
　　◆無線PLC數(shù)據(jù)終端與無線MODBUS測控終端的連接應用

PLC與3公里以內4DI/4DO無線開關量終端DTD433H以及4AI/4AO無線模擬量終端DTD433F進行MODBUS協(xié)議無線通信，實現(xiàn)無線MODBUS傳輸。
　　◆觸摸屏與PLC的無線通信方案

西門子200PLC和無線PLC數(shù)據(jù)終端與深圳步科觸摸屏的無線通信；

威綸觸摸屏與S7-200的無線PPI通信；

昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS與PLC的無線通信；

Autoface觸摸屏與西門子PLC的無線MODBUS通信；

顯控觸摸屏無線通信實例；

運行觸摸屏組態(tài)程序，能采用MODBUS協(xié)議，西門子PPI協(xié)議，三菱N：N協(xié)議，永宏PLC協(xié)議，臺達PLC協(xié)議等。
　　◆組態(tài)軟件與PLC的無線通信方案

組態(tài)王軟件與西門子PLC的無線PPI、MODBUS通信；

力控組態(tài)軟件與西門子PLC的無線通信；

詳細規(guī)格

3、無線模塊的詳細規(guī)格：

供電電源： DC 5V （可根據(jù)用戶要求定制）；

輸出功率： ≤500mW；（可根據(jù)用戶要求定制）

接收電流： <28mA（TTL接口）；

接收靈敏度：-123dBm （1200bps） ;

-118dBm （9600bps）

發(fā)射電流： <350mA；

休眠電流： <20uA；

傳輸距離：2km 以上（BER=10-5@9600bps,標配10cm天線，空曠地，天線高度1.5m）；

3Km 以上（BER=10-5@1200bps,標配10cm天線，空曠地，天線高度1.5m）；

外型尺寸：80mm×45mm×20mm （不包括天線接頭 ）。

1、 320無線傳輸模塊一只。

2、 DB九頭。

3、 鞭狀天線一支（約10cm）

4、可選配件：

1、 RS-232接口編程連接線。（方便用戶通過電腦的232接口對模塊參數(shù)進行設置）

2、 USB接口編程聯(lián)接線。（方便用戶通過電腦的USB接口對模塊參數(shù)進行設置）

3、 數(shù)據(jù)傳輸測試設備。（方便用戶在選型或實際使用中對模塊進行測試）

4、 可選天線。（用戶可跟據(jù)自己的實際使用情況，選擇適合自己的天線，使通訊效果達到佳）

注意事項

1、為達到好的通訊效果，請盡量使用紋波系數(shù)較小的電源，電源的大電流應該大于模塊大電流的1.5倍。

2、TTL、RS-485、RS-232三種接口只能選其一。

3、傳輸數(shù)率分為：接口數(shù)率：用戶可通過PC軟件更改;

空中數(shù)率：空中數(shù)率需要用戶在定貨時說明。

4、當接口SLEEP 為低時，模塊將進入休眠模式。在此模式下，將不能進行數(shù)據(jù)的收發(fā)。當SLEEP 為高或懸空時150mS后，模塊進入工作狀態(tài)。（如不需要休眠功能，此腳懸空）

數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸可以簡單地分為有線（包括架設光纜、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)（433/470mMHZ頻段和2.4G等免費ISM頻段）或借用CDPD、 GSM、CDMA 等公用網(wǎng)信息平臺）兩大類方式。

3模塊優(yōu)點

概述

相比較而言，用無線數(shù)傳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。

成本廉價

有線通信方式的建立必須架設電纜，或挖掘電纜溝，因此需要大量的人力和物力；而用無線數(shù)傳電臺建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式則無需架設電纜或挖掘電纜溝，只需要在每個終端連接無線數(shù)傳電臺和架設適當高度的天線就可以了。相比之下用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，節(jié)省了人力物力，投資是相當節(jié)省的。

當然在一些近距離的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，無線的通訊方式并不比有線的方式成本低，但是有時候實際的現(xiàn)場環(huán)境難以布線，客戶根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需要還是會選用無線的方式來實現(xiàn)通訊。

工程周期

當要把相距數(shù)公里到數(shù)十公里距離的遠程站點相互連接通訊的時候，采用有線的方式，必須架設長距離的電纜或者挖掘漫長的電纜溝，這個工程周期可能就需要數(shù)個月的時間，而用數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑恍枰茉O適當高度的天線，工程周期只需要幾天或者幾周就可以，相比之下，無線的方式可以迅速組建起通信鏈路，工程周期大大縮短。

適應性好

有線通訊的局限性太大，在遇到一些特殊的應用環(huán)境，比如遇到山地、湖泊、林區(qū)等特殊的地理環(huán)境或是移動物體等布線比較困難的應用環(huán)境的時候，將對有線網(wǎng)絡的布線工程有著*的制約力，而用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將不受這些限制，所以說用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將比有線通訊有更好的更廣泛的適應性，幾乎不受地理環(huán)境限制。

擴展性好

在用戶組建好一個通訊網(wǎng)絡之后，常常因為系統(tǒng)的需要增加新的設備。如果采用有線的方式，需要重新的布線，施工比較麻煩，而且還有可能破壞原來的通訊線路，但是如果采用無線數(shù)傳電臺建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需將新增設備與無線數(shù)傳電臺相連接就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的擴充了，相比之下有更好的擴展性。

4使用簡介

設備維護

設備維護容易

有線通訊鏈路的維護需沿線路檢查，出現(xiàn)故障時，一般很難及時找出故障點，而采用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式只需維護數(shù)傳模塊，出現(xiàn)故障時則能快速找出原因，恢復線路正常運行。

無線數(shù)據(jù)傳輸方式相比于有線通訊的缺點：可靠性有待改進、受環(huán)境影響較大

西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術的無限數(shù)傳模塊，通信距離遠，外加天線距離可達五公里。

開發(fā)注意

模塊必須用信號調制才能正常工作，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)模塊的大傳輸數(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)位極易被干擾（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系列單片機接口時好做一個隔離電路，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。

下面為一款帶MCU設計的無線數(shù)傳模塊參考圖，采取天線外置方式。