Comunicação RF de longo alcance

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Depois de brincar com o Arduino e com diferentes tipos de sensores para o meu jardim, agora estou iniciando um novo projeto para o meu tempo livre.

Quero trabalhar com comunicações de RF porque preciso de um dispositivo de longo alcance para minha aplicação, a cerca de 2 km de distância .

A idéia é fazer apenas uma identificação de qual unidade é , como um RFID de longo alcance, mas sem RFID.

Quero dizer que alguns dispositivos / unidades são colocados em algum lugar e, depois de um tempo, alguém pode movê-los para outro lugar, então eu quero saber onde eles estão, apenas lendo as informações enviadas por eles via RF. Eu não me importo com a posição real deles (GPS) porque vou poder vê-los de onde eles estão na minha janela superior. Eu só quero saber quais deles são.

  1. Estou lendo cerca de 315/434 MHz, mas parece que não é possível obter essa distância sem um alto consumo de energia.
  2. Que tal uma frequência mais baixa (150 MHz)? Está acima da faixa de frequência da licença para rádios AM / FM.

    • Eu moro em uma vila - tenho muito terreno para brincar com meus experimentos e uma linha de visão acima de 2 km.

EDITAR:

A ideia do @Hoppo é exatamente o que estou tentando fazer. Também me permite obter "captação de energia" porque a ideia é que os transmissores usem uma bateria pequena.

Além disso, os transmissores devem ser pequenos o suficiente e sem antenas para não incomodar e evitar que os cães brinquem com eles.

No lado do receptor, não importa se preciso de uma antena maior ou de mais potência. Ele será conectado diretamente a um PC ou fonte de energia.

Além disso, como a @Hoppo diz, eu só quero enviar um 'ping', uma mensagem com um identificador e talvez o nível da bateria, para que as taxas de dados possam ser inferiores a 9600bps.

Yolco
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Você está falando de 2 km em terreno aberto ou está em uma cidade?
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Realmente não está claro o que você está tentando fazer. Você está dizendo que deseja apontar um dispositivo de RF para uma unidade que possa ver para identificar qual é?
Dave Tweed
Se você tem uma linha de visão, o que há de errado com uma solução de baixa tecnologia como en.wikipedia.org/wiki/Telegraph ?
Jipie # 8/13

Respostas:

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Se você conseguir ver os dispositivos, só podemos assumir a linha de visão, uma distância de 2 km a 433Mhz (70cm) deve ficar bem com uma solução de baixa potência. Se você não pode vê-los, isso reduz drasticamente o alcance da transmissão em 70 cm sem aumentar o consumo de energia. Como em toda comunicação via rádio, pode consumir muita energia. Criei projetos semelhantes com o arduino usando um transmissor radiometrix NTX2 a 434.650Mhz. Minha solução para economizar energia foi ligar o transmissor, enviar um local 'ping' e depois desligá-lo novamente, em vez de transmitir constantemente. Facilmente feito com um arduino.

Hoppo
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Uma boa explicação de um sistema básico é aqui
Hoppo
Essa pode ser uma boa solução, usando um receptor de maior qualidade na base, em vez de um módulo RX barato. Embora as respostas 'somente link' sejam desencorajadas, você tem muitos outros detalhes e não há nada errado em adicionar o link do seu comentário acima na resposta como uma referência adicional.
quer
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Também pode haver oportunidades para explorar o ganho e a direcionalidade da antena; parece que uma antena direcional pode ser útil nesse aplicativo específico, pois você está identificando o que está apontando.
Pjc50
obrigado a todos. Como eu disse no post principal, moro em uma vila e tenho uma linha de visão acima de 2 km.
Yolco
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O artigo "Links de alcance extremo: módulo LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa para Arduino, Raspberry Pi e Intel Galileo" menciona um teste de modulação de espectro de espalhamento LoRa que enviou dados até 22 km (13,6 milhas) de linha de visão e até a 2 km (1,2 milhas) em um ambiente urbano passando por edifícios. A taxa de dados aparentemente diminui "para alguns bytes por segundo" em condições difíceis.

Os artigos "IBM, LoRa Radio da Cisco Back Semtech para IoT" e "Protocolo IoT sem fio de longo alcance: LoRa" mencionam alguns outros protocolos de dados de longo alcance e baixa taxa.

Ouvi dizer que o OpenRF e o IBM LoRaWAN são implementações de código aberto do LoRa. Aparentemente, LoRa e OpenRF têm uma potência tão baixa que algumas implementações devem "operar por vários anos usando baterias baratas de prateleira".

davidcary
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No espaço livre, a perda de caminho entre dois pontos é governada pelo que é chamado de equação de Friis ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ). É verdade apenas no espaço livre, mas fornece um bom ponto de partida para estimar a perda real do caminho. Também existem muitos modelos mais precisos de várias complexidades (modelo de dois raios, etc.). Geralmente, se você está tentando obter a distância máxima, a baixa frequência é sua amiga. Obviamente, tem um preço de antenas maiores e taxas de dados mais baixas (o que pode não ser importante para a sua aplicação). Você também deseja montar antenas o mais alto possível e obter antenas direcionais (por exemplo, Yagi-Uda).

Yuriy
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