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无线数传电台在自来水行业的应用设计

西安电子科技大学 蓝翱华 张立 刘笃仁?? 2009年12月11日 ?? 收藏0

?  对比图3与图4可以看出,如果将两个无线模块组成的无线信道也看成是一个两端口的设备,则对设备A与设备B而言,串口通讯时有线连接与无线连接的端子的对应关系是一样的。

  3 组网设计和现场测试

  3.1 理论计算

?  无线数传电台的通信距离、联通后的误码率大小和系统抗干扰及稳定性等指标,在理论上取决于传输视距和接收物强度等两个因素。

  对于视距传输而言,电波信号的传输根据工作波长(频段)的长短不同,具有地面波传输(长波)、电离层反射传输(短波)和空中传输(超短波、微波1三种方式。我国无线电管理部门将专用无线数据传输业务主要分配到200~240 MHz频段(另外还有800 MHz等频段),这个频段的电波传播是通过空中进行的。由于地球曲率的影响、两个点(主站天线高度为H,远程站天线高度为h)之间最大可视距离D为:
?? 最大可视距离
假设主站天线架设在办公楼顶(高约为100m),远程站天线架设在平房顶上(高约4 m),则:
?? 远程站天线
考虑到230 MHz电波具有一定的绕射能力。并假设天线理论最远可以通过50 km左右。因此,天线架设的相对高度是决定通信距离的第一因素。

  当接收场强电波从电台发出后,再经过馈线和天线,它将通过空中向远方传播。而当信号受到衰减并到达远端接收机时,其场强电平为:

  Pr=P1+G1+Gr-Lt-Lr-Lo

  式中,Pr为正常接收电平(dBm),只为发信功率(dBm),Gt、Gr为收发天线增益(dBm),Lt、Lr为收发馈线损耗(dBm),Lo为自由空间损耗(dBm)。其中自由空间损耗为Lo=32.45+201gf(MHz)+201gD(km)。其中f的单位为MHz,D的单位为km。

  电波信号到达接收机的场强不同,解调输出信号的信噪比亦会不同,从而会影响系统的判断而造成误码。如果场强太小,即使距离再近,接收机也接收不到。所以接收场强是决定通讯距离的第二因素。

  接收场强Pr与接收机的门限电平(即在BER小于10-6时接收机要求的场强电平值。不同的电台,该指标不同,一般为-11O dBm)的差距即为衰落储备。Pr与接收门限电平的差距越大,衰落储备应当越多,抗干扰能力越强,误码越少,一般要求衰落储备在20 dBm以上。

  3.2 实际侧试

  由于自来水系统的要求,一般取水泵站与净水厂都有一定的距离和高差,以便充分利用势能来输送水。因此,远程分站与主站的实际环境往往有山丘、建筑物、树木等。这种情况会以不同程度和方式影响信号的传输。故在工程设计前,必须进行现场信号传输和接收场强的测试(应准确到dBm),以便根据现场环境和工作要求,确定主站和各远程子站电台的功能、天线类型、架设高度等参数,只有使上下信号具有足够的抗干扰能力,才能实现有效可靠的数据采集和控制。

  4 结束语

  本文提供了实现无线数据高效可靠传输的一种新途径。事实上,只要选用技术指标高、质量稳定可靠的无线数据传输产品,再通过现场测试来确定天线类型、架设高度和电台的功率,那么,用无线数传电台就一定能够实现高速率、高稳定、高可靠性的无线数据传输。


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无线数传电台? DSP? 遥控遥测?

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