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首页 4 解决方案 4 常见问答(FAQ)

此部分提供了出现在DBYE-TECH高频模块过程中常见问题的解答.

1.为什么要规定数据的速率(也称波特率baud rate)?
答:所有的高频收发模块(指数据收发)都存在传输数据的速率问题,过高的速率将会影响到通讯距离和正确的解码。因此在使用中要按照器件的指标来确定数据的速率。
2.在没有任何发射时,为什么高频接收模块的信号输出引脚上会观察到连续不规则的数字"噪声".这是正常的吗?
答:是的,你的观察是正确的.此现象也是正常的.
为获得最大的灵敏度和降低成本,RF接收模块未采用躁声抑制(Squelch)功能.当接收模块工作时,空中的任何信号(数据或噪声)都被天线捕捉到并被解调.这就是你所看到的系统中没有同频率的发射器件工作却存在的"噪声"的原因.未抑制的任何RF接收器件都会出现此现象.
再答:如果系统中有发射器件在有效工作,你将在接收的RF接收器件的输出引脚上观察到发射器件发出的数字信号.反之你将看到一片杂乱无章躁声信号.
为了能确定收到的是有意义的数据,你需要采用协议,格式为:前导-起始字节-地址-数据-(结束字节)-CRC(循环冗余校验码).假如你只是打算用一个发射器件和一个接收器件构成一个简单的链接,这个协议看上去有些不必要的复杂,但是你应该知道你的链接只是这个开放网络中多种可能之一.由于没有载波存在,数据输出引脚电平可能产生跳变,但也可能收到来自属于另一个ISM(工业﹑科研﹑医疗)频带系统的发送器的数据.因此,协议将使你的系统更可靠,避免可能被不属于你的系统发射器件所影响和控制.
一个仅仅基于在数据输出引脚上出现数据而中断处理的接收系统的设计将可能会因为数字"噪声"而中断阻塞,而在ISM频段通信繁忙的区域也可能会由于邻近系统的发射导致阻塞.因此,解决的最好方法是让接收系统(如MCU)以一定的间隔时间轮询,并确认收到的数据是一个前导序列还是噪声.假如检测到一个前导码,就可以中断系统的其它部分以继续校验地址.轮询比起永远不断的接收也节省了接收系统的功耗.
3.为什么RF收发器件在通信时需要通讯协议?
答:在系统点与点之间利用RF收发器件建立无线链路时,你必须考虑你的通信信道是一个具有"无限"多个发送器的开放网络.因此,为确保数据到达正确的目的地而无冲突,必须运用通信协议.
如果你只是设计一个仅有两个节点的系统也许看来不必如此复杂,但必须认识到ISM频段对任何人都是开放的.
对于RF收发器件本身不需要任何额外的编码,其通信协议与应用在其它(有线)网络方案中的协议相似.切记信息(Message)应尽量短以节省电流,并使多个发送器产生冲突和阻塞的风险最小.
通常,无线通信链路发送的数据包可由6部分构成:前导-同步码-地址码-信息码-<信息结束码>-校验和.
前导(Preamble)
各通信设备以一个前导开始发送.如果在所收到的预定义个数的字节中发现有前导编码,软件将等待立即收到一个同步码开头的信息.前导也可以用作提供位同步.前导被采样后,根据采样计算收到前导的相位并同步数据采样时钟,同步了的采样时钟使之能采样到每个收到数据位的中间.前导也使通信设备节省电池耗电。
同步码(Synchronisation code word)
同步码(如8bits)将提供帧同步,它标识数据开始.
地址码(Address code word)
各通信设备必须有唯一的地址(如8-16 bits)以便识别.
在此强烈建议用户为你的系统采用一个独特的码字作为地址码的一部分.我们已经注意到一个趋势,许多用户都用8位地址并从hx00开始设置地址.如果在某区域内所有的系统都采用基本同样的协议以及同样的系统地址设置,你的节点编址将可能毫无用处.因此,编址时应采用一些独特的方式.
信息码(Message code words)
信息码包含用户的数据,通常码的长度要有所限制.若信息量较大可采用打包的方法,分几次发出,但太长的信息包应避免以尽量减少重发.
信息结束码(End of message code word)
信息结束码是可选的.如果你采用的固定长度的编码,则可以不用结束码.如果根据你要发送的数据量采用不同长度的信息包,在校验和之前必须加入一个单独的码字以标识信息结束.
校验和(Check sum)
一个简单的(如8 bits)校验和用作校验整个数据包.校验和与由收到的封包内的全部字节生成的和对比校验,如果收到的校验和与生成的校验和不匹配,应返回一个出错应答,发射信息的设备将重发数据.在确定发送无法完成之前,出错重发的次数应限制得小些,以避免多次的重试仍无法成功而造成通信冲突和占用频段的可能.
4.在所恢复的数据中观察到抖动(Jitter),是否由于噪声对系统造成的不良影响?
答:当你将一个数据信号加载到发射器件时,它并未和发射器件的基准同步.为确保正确的发送而且无数据丢失,数据须在器件内被同步.但解调器中的仍有一定的迟滞,引起恢复数据的沿抖动.
一个合理的工作系统的沿抖动应<10-11us,大于这个值则表明存在基带( <100KHz)电源噪声或在数字信号和发送器的噪声敏感节点(晶体,环路滤波器或VCO电感)之间发生串扰.请注意发送器对基带(<100KHz)电源噪声非常敏感,由于此噪声接近数据频率,因此难以从实际数据中滤掉.
再答:沿抖动(edge-jitter)是一个在一位(bit)开始时以及结束时单纯的时间变化量(占空比值的变化).用带存储的示波器应在触发后的第一个沿测量抖动.这样你可以知道位长(bit length)的变化.
**例:示波器测试图表
时间变化的量与比特率无关.因此,相对于位长,在10kbit/s时的占空比的变化比起20kbit/s时要小很多.由于数据输入不同步引起的最大沿抖动是8.25us.再加上接收器大约2s的滞后,因此(采用带存储的示波器)可以测得理想系统的沿抖动可达10~11us.
8.尽管看来收发器件工作正常,但收发范围(距离)为何没有估计的那么远?
答:收发器件之间的通信距离不够有多种原因但大多数都归结与以下几点.
①所用的天线不符合要求,如过短或过长﹑靠近大面积的金属体;
②收发模块的数据速率不一致;
③接收器件受到MCU的干扰;
④工作电压不符合要求;
⑤通讯协议不合理。
谢谢您的阅读和指教!