無線數傳模組

無線數傳模組，是數傳電台的模組化產品。是指藉助DSP 技術和無線電技術實現的高性能專業數據傳輸電台。數傳電台的使用從最早的按鍵電碼、電報、模擬電台加無線MODEM，發展到目前的數字電台和DSP、軟體無線電；傳輸信號也從代碼、低速數據（300～1200bps）到高速數據（N*64K～N*E1），可以傳輸包括遙控遙測數據、動態圖像等業務。

無線數據傳輸廣泛地運用在車輛監控、遙控、遙測、小型無線網路、無線抄表、門禁系統、小區傳呼、工業數據採集系統、無線標籤、身份識別、非接觸RF智慧卡、小型無線數據終端、安全防火系統、無線遙控系統、生物信號採集、水文氣象監控、機器人控制、無線232數據通信、無線485/422數據通信、數字音頻、數字圖像傳輸等領域中。

基本介紹

• 中文名：無線數傳模組
• 簡介：是數傳電台的模組化產品
• 相關技術：DSP 技術和無線電技術
• 套用：車輛監控、遙控、遙測

無線數傳歷史

我國在無線數據通信技術方面，與歐、美、日等已開發國家相比，起步較晚，至少落後了20年左右，但發展較快。無線數傳電台概念在我國的形成，應該是在改革開放後的80年代初期，但在整個80年代，由於我國的軟體及硬體技術還比較落後，系統集成水準還比較低，因此數傳電台也只是在水利、電力、自來水等極少數的幾個領域進行一些試驗性的、小範圍的、小批量的套用。看到無線數據通信的發展前景，當時的國家無線電管理委員會還專門辟出了223~235MHz的無線數據通信專用頻段，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後數傳電台及遙控遙測系統的快速發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、環保、熱網等為代表的國民經濟的重要行業發展迅速，對自動化程度的要求也日益提高。我國的遙控遙測系統(簡稱“三遙”系統或SCADA系統)市場由此由實驗階段逐漸進入了高速發展階段，從民用到軍用，套用領域也越來越廣泛，需求量也越來越大。數傳電台於是進入了一個蓬勃發展期。最常見、最典型的遙控遙測系統有：工業自動化、油田數據採集、水文水情測報系統(即流域防汛監測系統)、自來水管網監測系統、鐵路信號監控系統、熱網監控系統、輸油供氣管網監測系統、GPS定位系統、地震測報系統、無人機系統、環境監測系統等等自動化系統。

模組簡介

無線數傳電台是採用數位訊號處理、數字調製解調、具有前向糾錯、均衡軟判決等功能的無線數據傳輸電台。區別與模擬調頻電台加MODEM的模擬式數傳電台，數字電台提供透明RS232接口，傳輸速率19.2Kbps，收發轉換時間小10ms，具有場強、溫度、電壓等指示，誤碼統計、狀態告警、網路管理等功能。無線數傳電台作為一種通訊媒介，與光纖、微波、明線一樣，有一定的適用範圍：它提供某些特殊條件下專網中監控信號的實時、可靠的數據傳輸，具有成本低、安裝維護方便、繞射能力強、組網結構靈活、覆蓋範圍遠的特點，適合點多而分散、地理環境複雜等場合。

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，也可根據客戶要求擴展；

JTT-4432無線模組

●傳輸數率：1200、2400、4800、9600、19200、38400bps；

●數據格式：8N1/8E1/8O1(也可提供其它格式，如9位數據位)；

●提供方波傳輸功能，方便非標的編碼客戶使用；

●收發一體，半雙工工作模式；

●低功耗，並具有休眠功能；

●工作溫度：-35℃ ～ +75℃(工業級)；

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

套用領域

2、無線模組的套用領域：

水、電、氣等無線抄表系統；

樓宇自動化、安防、機房設備無線監控、門禁系統;

無線呼叫系統、無線排隊機、醫療器皿;

無線POS、PDA ;

無線數據傳輸，自動化數據採集系統（SCADA系統）;

無線LED顯示屏、搶答器等、智慧型交通;

RS-485匯流排轉為無線通訊。

套用案例：

用戶首先關心的是傳輸距離問題，距離其實不是問題。近則採用433MHz頻段無線數據終端DTD433，遠則選用GPRS透明傳輸數據終端DTP_S09F。所謂“近”，指3公里以內可以覆蓋大多數廠礦；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，好在中國行動網路已經覆蓋了全球，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。

◆多台PLC之間的無線通信方案

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

多台三菱PLC之間的無線N：N通信設計，匯川PLC與三菱PLC方案一樣。

兩個台達PLC之間的MODBUS無線通信例程，程式原始碼和設計說明。
◆無線PLC數據終端與無線MODBUS測控終端的連線套用

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協定無線通信，實現無線MODBUS傳輸。
◆觸控螢幕與PLC的無線通信方案

西門子200PLC和無線PLC數據終端與深圳步科觸控螢幕的無線通信；

威綸觸控螢幕與S7-200的無線PPI通信；

崑崙通態觸控螢幕MCGS與PLC的無線通信；

Autoface觸控螢幕與西門子PLC的無線MODBUS通信；

顯控觸控螢幕無線通信實例；

運行觸控螢幕組態程式，能採用MODBUS協定，西門子PPI協定，三菱N：N協定，永宏PLC協定，台達PLC協定等。
◆組態軟體與PLC的無線通信方案

組態王軟體與西門子PLC的無線PPI、MODBUS通信；

力控組態軟體與西門子PLC的無線通信；

詳細規格

3、無線模組的詳細規格：

供電電源： DC 5V (可根據用戶要求定製)；

輸出功率： ≤500mW；(可根據用戶要求定製)

接收電流： <28mA(TTL接口)；

接收靈敏度：-123dBm (1200bps) ;

-118dBm (9600bps)

發射電流： <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無線傳輸模組一隻。

2、 DB九頭。

3、 鞭狀天線一支（約10cm）

4、可選配件：

1、 RS-232接口編程連線線。（方便用戶通過電腦的232接口對模組參數進行設定）

2、 USB接口編程聯接線。（方便用戶通過電腦的USB接口對模組參數進行設定）

3、 數據傳輸測試設備。（方便用戶在選型或實際使用中對模組進行測試）

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

注意事項

1、為達到最好的通訊效果，請儘量使用紋波係數較小的電源，電源的最大電流應該大於模組最大電流的1.5倍。

2、TTL、RS-485、RS-232三種接口只能選其一。

3、傳輸數率分為：接口數率：用戶可通過PC軟體更改;

空中數率：空中數率需要用戶在定貨時說明。

4、當接口SLEEP 為低時，模組將進入休眠模式。在此模式下，將不能進行數據的收發。當SLEEP 為高或懸空時150mS後，模組進入工作狀態。（如不需要休眠功能，此腳懸空）

數據傳輸

數據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據傳輸系統（433/470mMHZ頻段和2.4G等免費ISM頻段）或借用CDPD、 GSM、CDMA 等公用網信息平台）兩大類方式。

模組優點

相比較而言，用無線數傳模組建立專用無線數據傳輸方式比其它方式具有如下優點，下面介紹一下用無線數傳模組建立專用無線數據傳輸方式相比於有線通訊的優點。

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；而用無線數傳電台建立專用無線數據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線無線數傳電台和架設適當高度的天線就可以了。相比之下用無線數傳模組建立專用無線數據傳輸方式，節省了人力物力，投資是相當節省的。

當然在一些近距離的數據通訊系統中，無線的通訊方式並不比有線的方式成本低，但是有時候實際的現場環境難以布線，客戶根據現場環境的需要還是會選用無線的方式來實現通訊。

工程周期

當要把相距數公里到數十公里距離的遠程站點相互連線通訊的時候，採用有線的方式，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個月的時間，而用數傳模組建立專用無線數據傳輸的方式，只需要架設適當高度的天線，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，在遇到一些特殊的套用環境，比如遇到山地、湖泊、林區等特殊的地理環境或是移動物體等布線比較困難的套用環境的時候，將對有線網路的布線工程有著極強的制約力，而用無線數傳模組建立專用無線數據傳輸方式將不受這些限制，所以說用無線數傳模組建立專用無線數據傳輸方式將比有線通訊有更好的更廣泛的適應性，幾乎不受地理環境限制。

擴展性好

在用戶組建好一個通訊網路之後，常常因為系統的需要增加新的設備。如果採用有線的方式，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，但是如果採用無線數傳電台建立專用無線數據傳輸方式，只需將新增設備與無線數傳電台相連線就可以實現系統的擴充了，相比之下有更好的擴展性。

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，出現故障時，一般很難及時找出故障點，而採用無線數傳模組建立專用無線數據傳輸方式只需維護數傳模組，出現故障時則能快速找出原因，恢複線路正常運行。

無線數據傳輸方式相比於有線通訊的缺點：可靠性有待改進、受環境影響較大

西安西谷微功率數據技術的無限數傳模組，通信距離遠，外加天線距離可達五公里。

開發注意

模組必須用信號調製才能正常工作，常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272，只要直接連線即可，非常簡單，因為是專用編碼晶片，所以效果很好傳輸距離很遠。

模組還有一種重要的用途就是配合單片機來實現數據通訊，這時有一定的技巧：

1、合理的通訊速率

數據模組的最大傳輸數據速率為9.6KBs，一般控制在2.5k左右，過高的數據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

單片機和模組工作時，通常自己定義傳輸協定，不論用何種調製方式，所要傳遞的信息碼格式都很重要，它將直接影響到數據的可靠收發。

碼組格式推薦方案

前導碼+同步碼+數據幀，前導碼長度應大於是10ms，以避開背景噪聲，因為接收模組接收到的數據第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起接收到的數據錯誤。所以採用CPU編解碼可在數據識別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾。同步碼主要用於區別於前導碼及數據。有一定的特徵，好讓軟體能夠通過一定的算法鑑別出同步碼，同時對接收數據做好準備。

數據幀不宜採用非歸零碼，更不能長0和長1。採用曼徹斯特編碼或POCSAG碼等。

3、單片機對接收模組的干擾

單片機模擬2262時一般都很正常，然而單片機模擬2272解碼時通常會發現遙控距離縮短很多，這是因為單片機的時鐘頻率的倍頻都會對接收模組產生干擾，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，我們需要採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，單片機的時鐘區遠離接收模組，降低單片機的工作頻率，中間加入禁止等。

接收模組和51系列單片機接口時最好做一個隔離電路，能較好地遏制單片機對接收模組的電磁干擾。

接收模組工作時一般輸出的是高電平脈衝，不是直流電平，所以不能用萬用表測試，調試時可用一個發光二極體串接一個3K的電阻來監測模組的輸出狀態。

無線數據模組和PT2262/PT2272等專用編解碼晶片使用時，連線很簡單只要直接連線即可，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設計的無線數傳模組參考圖，採取天線外置方式。

無線數傳模組參考圖 天線外置