Беспроводной передатчик и приемник uart

Типы беспроводных передатчиков/приемников UART

Беспроводной передатчик и приемник UART осуществляют связь с использованием универсального асинхронного приемника-передатчика (UART). Это устройство преобразует параллельные данные в последовательный формат для передачи и наоборот для приема. UART может использовать множество протоколов связи, таких как I2C, SPI, RS-232 и RS-485.

Доступно множество типов моделей и вариаций UART, которые можно сгруппировать по методу модуляции, частотному диапазону и мощности передачи:

• Метод модуляции

  Существуют два основных типа UART, которые используют разные методы модуляции для изменения радиоволн. Первый тип - цифровой, который использует частотную манипуляцию (ЧМ) или амплитудную манипуляцию (АМ) для модуляции данных на несущую волну. Второй тип - аналоговый, который использует амплитудную модуляцию (АМ) или частотную модуляцию (ЧМ).

• Частотный диапазон

  Беспроводное устройство связи UART работает в определенных частотных диапазонах, определяемых местными нормативными актами. Некоторые устройства могут работать в нескольких диапазонах, что повышает гибкость. К распространенным диапазонам относятся 2,4 ГГц с Bluetooth, Wi-Fi и частотно-скачковой радиосвязью (FHSS); 915 МГц с Zigbee и узкополосной беспроводной сетью с малым энергопотреблением (LPWAN); и 868 МГц с LPWAN.

• Мощность передачи

  В зависимости от мощности передачи UART можно классифицировать как дальнего действия или ближнего действия. Передатчики и приемники дальнего действия могут общаться на больших расстояниях, часто превышающих несколько километров, и для этого используют мощность и чувствительные антенны. Примерами UART-передатчиков и приемников дальнего действия являются LoRa, Sigfox и NB-IoT. UART ближнего действия могут общаться на ограниченных расстояниях - как правило, несколько метров до десятков метров максимум. Они, как правило, более компактны и менее дороги, чем устройства дальнего действия. К этой категории относятся Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi и радиочастотная связь.

Реальные устройства UART часто представляют собой комбинацию различных типов, описанных выше. Знание конкретных требований целевого приложения поможет определить правильный тип UART.

Функции и характеристики беспроводных передатчика и приемника UART

Беспроводная система трансивера, использующая универсальный асинхронный приемник-передатчик (UART), может быть эффективным решением для обеспечения беспроводной передачи на большие расстояния, где критично низкое потребление энергии. Ниже приведены некоторые из ключевых функций и характеристик беспроводного передатчика и приемника UART:

• Передача данных: Основная функция беспроводного передатчика и приемника UART - беспроводная передача и прием данных. Данные передаются от передатчика к приемнику в виде модулированных радиосигналов.
• Асинхронная связь: Типичная система UART работает в асинхронном режиме связи между передатчиком и приемником. Этот тип связи не требует синхронизации между передатчиком и приемником, что позволяет передавать данные на большие расстояния.
• Методы модуляции: Методы модуляции должны использоваться для беспроводной передачи, чтобы преобразовать сигнал, несущий данные, в радиоволны. Тип модуляции, который будет использоваться, будет зависеть от частоты и формы сигнала. Например, ЧМ можно использовать для передачи аналоговых сигнальных волн, в то время как ФМЧ, ЧМЧ и КФМЧ могут использоваться в цифровой передаче сигналов.
• Кодирование и декодирование: В системе связи UART данные кодируются для передачи, чтобы обеспечить целостность данных во время передачи. После успешного приема данные декодируются и становятся доступными для использования приемной стороной.
• Сертификаты и стандарты: Соблюдение нормативных сертификатов и стандартов имеет решающее значение при использовании системы беспроводной передачи. Эти сертификаты и стандарты гарантируют, что система беспроводной передачи не создает помех другим электронным устройствам и поддерживает безопасные уровни излучения.
• Дальность действия: Беспроводные системы передачи имеют различную дальность действия в зависимости от уровня модуляции и факторов окружающей среды. Дальность действия следует учитывать при выборе системы беспроводной передачи для удовлетворения требований конечного приложения.

Сценарии использования беспроводного передатчика и приемника UART

Рынок беспроводной передачи UART огромен, и множество приложений охватывает множество отраслей. Использование UART-передатчика может упростить выполнение следующих задач:

• Автоматизация задач: Промышленные и бизнес-применения UART включают в себя автоматизацию технологий, интеллектуальные отрасли и производственные подразделения. Модель UART помогает передавать компьютерные данные в беспроводную систему для вышеуказанных применений и многих других. UART-устройство может помочь ускорить время, затрачиваемое на автоматизацию процесса.
• Игровая индустрия: Многие игрушки и игровые устройства используют технологию UART для связи в реальном времени с другими устройствами, подключенными по беспроводной сети. Игровые консоли и пульты дистанционного управления для игрушечных автомобилей используют эту технологию.
• Телеметрия: Военное оборудование и системы мониторинга используют телеметрию для мониторинга и управления критически важными системами из удаленных районов. UART-терминал помогает в передаче данных в реальном времени, чтобы можно было отслеживать параметры системы и при необходимости вмешиваться.
• Устройства связи: Системы сигнализации, устройства интеллектуальной домашней безопасности и системы пиковых камер зависят от передачи данных в реальном времени для беспроводной связи. Этот тип передачи данных имеет решающее значение для понимания состояния устройства и принятия необходимых мер.
• Здравоохранение: Еще одна область, где можно увидеть UART-радиопередатчик, - это медицинские приложения. Системы мониторинга данных, устройства отслеживания пациентов и другие типы оборудования могут использовать технологию UART для мониторинга движений пациентов и жизненно важных данных.
• Встроенные технологии: Многие приложения промышленной автоматизации и встроенных технологий используют UART для шифрования связи устройства. Роботы, датчики, контроллеры и многие другие устройства демонстрируют, как технология UART может помочь в передаче данных в реальном времени.

Как выбрать беспроводной передатчик и приемник UART

Выбор правильного беспроводного передатчика и приемника UART включает в себя несколько факторов, которые напрямую влияют на производительность и пригодность для конкретного приложения.

• Дальность связи

  Требования приложения определяют дальность связи. Для приложений ближнего действия, таких как подключение датчиков к контроллеру в ограниченном пространстве, требуется передатчик и приемник с малой дальностью действия. С другой стороны, устройства дальнего действия подходят для приложений, требующих передачи данных на несколько километров.

• Скорость передачи данных

  Скорость передачи данных - это количество бит, передаваемых в секунду. Выберите устройство со скоростью передачи данных, которая соответствует требованиям приложения. Например, устройство с высокой скоростью передачи данных подходит для приложений, требующих быстрой передачи данных.

• Схема модуляции

  Схема модуляции, используемая для беспроводной передачи данных, влияет на дальность действия, устойчивость и качество сигнала. Приложения, требующие устойчивых сигналов с отличным качеством на больших расстояниях, нуждаются в передатчиках, использующих схемы модуляции, такие как частотная манипуляция (ЧМ) или фазовая манипуляция (ФМЧ).

• Выходная мощность

  Более высокая выходная мощность может увеличить дальность действия и надежность передачи. Однако выходная мощность влияет на потребление энергии. Устройства с низкой выходной мощностью идеально подходят для небольших и компактных устройств с питанием от батареи.

• Частота

  Учитывайте частотный диапазон, используемый модулями передатчика и приемника. Убедитесь, что диапазон свободен для использования в области, где будет развернуто устройство. Если устройство будет развернуто в промышленных условиях, выберите модуль, который работает в менее перегруженном частотном диапазоне.

• Специальные функции

  Модули передатчика и приемника могут иметь специальные функции, такие как шифрование для защиты данных, встроенные микроконтроллеры для предварительной обработки данных или возможности дальнего действия (например, LoRa) для связи на увеличенном расстоянии. Рассмотрите дополнительные функции, которые могут улучшить функциональность и удовлетворить конкретные требования.

• Сертификация устройства

  Убедитесь, что беспроводное устройство имеет необходимые сертификаты для соответствия местным нормативным актам. Проверка сертификации устройства предотвращает юридические проблемы и гарантирует, что устройства соответствуют стандартам совместимости.

Вопросы и ответы о беспроводных передатчике и приемнике UART

Вопрос 1: Может ли приемник UART работать без передатчика?

Ответ 1: Приемник UART не может работать без передатчика. Основная функция передатчика - отправлять данные, которые интерпретирует приемник. Обе части необходимы для связи. Однако некоторые UART-устройства могут работать в режимах, которые позволяют им попеременно работать как передатчиком, так и приемником. Системы с полнодуплексной связью также позволяют передатчикам и приемникам работать одновременно по одной линии. Передатчики и приемники, как правило, могут быть соединены как части схемы или системы, даже если они не являются автономными устройствами.

Вопрос 2: Какова дальность действия беспроводных передатчиков и приемников UART?

Ответ 2: Дальность действия значительно варьируется в зависимости от факторов окружающей среды, препятствий и используемой технологии. В открытом пространстве некоторые системы могут достигать дальности действия до нескольких километров. Однако в промышленных и городских условиях дальность действия может сокращаться из-за помех и ослабления сигнала. Условия прямой видимости оптимизируют дальность действия для многих типов передатчиков и приемников. Системы с более низкой частотой, как правило, имеют большую дальность действия, чем системы с более высокой частотой.

Вопрос 3: Как работает передача данных между беспроводными передатчиками и приемниками UART?

Ответ 3: Передатчик отправляет данные по радиочастотному или инфракрасному сигналу, преобразуя последовательные данные UART в формат, подходящий для беспроводной передачи. Этот сигнал принимается и декодируется приемником, который преобразует беспроводной сигнал обратно в последовательные данные UART, которые могут быть поняты принимающим устройством. Для этой передачи требуется соответствие определенному протоколу беспроводной связи в дополнение к UART.