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[導讀]為增進大家對無線通訊的認識,本文將對智能無線通訊系統予以介紹,主要在於講解智能無線通訊的應用案例。

無線通訊是當今重要的通訊手段,缺少無線通訊,我們的通信設備將無法使用。對於無線通訊,大家可能具備一定了解,但對於無線通訊的深層知識,大家卻未必知曉。為增進大家對無線通訊的認識,本文將對智能無線通訊系統予以介紹,主要在於講解智能無線通訊的應用案例。如果你對無線通訊具有興趣,不妨繼續往下閲讀哦。

智能無線通訊要求自動操作,即不需要使用者按任何按鈕,系統可以自己檢測或發送信號,100%獨立,在不同的環境下可以自學習和自適應,在有噪音的環境下可以排除噪音正常的工作。

上述智能無線通訊系統有很多的要求,第一個要求是體積小、成本低,解決方案用一個智能的單片機來實現,單片機由數字和模擬前端組合成一個芯片;第二個要求是經濟的雙向通訊,基站命令用125KHz低頻發送,高頻響應,用低頻發送成本逐漸降低;第三個要求是通訊距離在2米以上,其應答器有高度的輸入靈敏度,在3毫伏左右;工作在有噪聲的環境下,因為在一般環境下有很多的噪音干擾,所以在設計系統的時候要求有高度的靈敏度非常重要;此外就是消除天線的方向性,因為控制信號不可能一直從一個方向發來,特別是隨身攜帶的單元,發送的方向不可能控制,所以在應答器板上使用三個方向的天線XYZ,不管信號從哪個方面來都可以接收到;再者是對電池壽命的要求,因為有一些電池是用來作汽車裏面胎壓檢測系統的,不可能每6個月打開換電池,所以採用喚醒濾波器以減少電流使用;最後是數據的安全性要求,發送信號加密,收到信號時再解密,使用加密解密的算法有很多,Microchip用Keylock算法。

圖1所示是一個智能被動無匙門禁系統,圖示系統和普遍使用的系統有相似的地方也有完全不同的地方,左邊基站由一個單片機和高頻的發送器和低頻發送器與接收器組成,基站發出125KHz的低頻命令,當右面的智能接收器收到信號時會處理信號,信號達到一定的要求使用高頻或低頻作為響應。智能的接收器有3個接收方向XYZ,不管信號從哪個方向送來都可以接收到這個信號,而且使用者不需要任何的按鈕。這樣的智能接收器可以自動的接收信號、發送信號和處理信號。

圖2所示是PKE應答器原理圖,圖中的PIC16F639是由PIC16F636和MCP2030構成,其中MCP2032是模擬前端,PIC16F636是另外一個單片機,使用PIC16F636和模擬前端組合在一起主要是因為PIC16F636有Keylock加密解密的功能,如果使用者不需加密解密功能則可以使用2030模擬前端和其他的單片機組合。

在汽車系統應用中有很多智能應答器的使用,如智能車輛出入系統、引擎防盜鎖系統(如圖3所示)和胎壓監測系統(TPMS)。

智能PKE應答器不僅適用在汽車裏面,也可以應用在其它地方,如車庫開門關門、公共停車場,很多汽車如果有智能應答器,汽車靠近停車場時門會自動打開。

胎壓檢測系統(如圖4所示)的顯示組主要由三個單位組成:一個在輪胎裏面,圖中左下角由智能單片機、胎壓傳感器和高頻發送器組成;右角上方是基站,主要由一個單片機和一個高頻的接收器組成;右方下角是低頻觸發器,一般放在靠近輪胎很近的車身部分,使用時每3或4秒低頻觸發器會發出一個啓動命令給輪胎單位,輪胎裏面的智能單片機收到的信號達到要求時,會告訴胎壓傳感器去測量輪胎的温度和胎壓,然後再由高頻發送器把胎壓的數據發給基站。

使用喚醒濾波器的目的主要是減少工作電流,從而可以延長電池的壽命。一般情況下,數字部分一直保持在睡眠狀態,以達到最低的電流使用。而模擬前端不停地尋找輸入信號,只有在達到預定的波形也即輸入信號達到要求時,模擬前端才會去喚醒濾波器。

圖5所示為一個具有無電池和後備電池的應答器電路,有些情況下,如果電池接觸不好系統會沒有電,可以用磁場來短暫的給供電,這樣應答器在沒有電池的情況下照樣可以工作。

系統工作要求是,在應答器方面需要有低頻的電線,高頻發送器,以及一些系統可選後備電子的電路,此外還要有一個智能的單片機和單片機的部件;基站系統要求有低頻發送器、高頻接收器、天線、單片機和單片機的固件部分。

雙向通訊距離有一些參數,應答器需要天線調諧及Q,天線定位使用三維天線,接收靈敏度,輸出信號的調製深度;基站需要輸出功率和接收的靈敏度。

天線設計低頻普遍是採用125KHz,現在使用LC諧振電路;天線類型使用空心線圈或者鐵氧體的磁心,LC的諧振頻率和基站的載波頻率相同,範圍被動標籤在1米左右,主動標籤在5米左右。高頻率從315MHz到960MHz,最常見的是315MHz和433MHz,使用偶極電線刻在PCB上,範圍相對高得多,被動標籤大概在5米左右,主動標籤在100米左右。

圖6所示為一個磁通量和天線感應電壓關係的公式,這裏主要是説明在判斷感應電壓的時候看到很多的因素:比如線圈的匝數、接觸器線圈表面積、頻率、接收電線和發送天線的角度都會影響到天線感應的電壓。

圖7所示為一個天線感應電壓和距離的關係,大圖上顯示了基站和接收器靠的很近的時候,信號的電壓是200V,小圖則顯示了距離到3米的時候,電壓的信號只有達到5毫伏峯值,可以看出信號輸入的靈敏度在這裏是非常關鍵的。

我們可以作一下總結,一個智能無線通訊系統需要可靠的自動操作,具體包括智能的雙向通訊、低系統成本、低頻輸入高靈敏度(這一點比較關鍵),低功耗以及安全的數據加密和解密,結論是用一個智能的單片機構建系統可以達到所有要求,因此可以作為一個可靠的解決方案。

以上便是此次小編帶來的“無線通訊”相關內容,通過本文,希望大家對智能無線通訊應用案例具備一定的瞭解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們網站哦,小編將於後期帶來更多精彩內容。最後,十分感謝大家的閲讀,have a nice day!

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