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6163新澳门银河:无线在工业的诸多挑战,这五个要素是重点



无线利用显然为相关财产带来了伟大年夜上风,如支持6163新澳门银河全新监视与节制功能,在现有功能根基上增添了机动性,低落了运营和进程治理资源等。作为相应,多种不合的无线办理规划和利用在不合领域应运而生,以满意赓续增长的业界需求。也便是说,工业领域为许多传统无线办理规划带来了并非其设计之初所斟酌要办理的一系列独特寻衅,比如高靠得住性、低系统功耗,以及要能在 RF 滋扰较高的物理情况下事情,同时还要赓续低落资源等。无线技巧的应用范围赓续扩大年夜也成了一个新的寻衅,因为许多不合的利用都要抢占相同的 RF 频率,是以会导致频谱过于拥挤,使现有的工业寻衅变得更为繁杂。面对工业领域及无线利用所带来的诸多寻衅,我们如何才能在现有的办理规划中做出明智的选择,确保满意情况需求呢?下面,让我们看一下办理上述问题所需的五大年夜要素。

靠得住性

就本文来说,靠得住性便是指无线办理规划穿越工业领域所带来的诸多障碍实现通信的能力。无线系统有详细的特性,这些特性有助于抉择在给定系统中若何靠得住地事情。这些特性此中之一便是频谱利用,便是无线通信用什么 RF 频谱进行通信。另一个特性便是技巧的接管灵敏度,即收发器识别出通信内容的最低程度。第三个特性是输出功率,即技巧通信必要多大年夜的功率。第四个特性是 RF 捷变性,也便是技巧能否支持在 RF 频谱中移动以避免滋扰。第五个特性是抗滋扰性,即 RF 技巧能否在面临滋扰的环境下确保给定通道的通信。

RF频谱利用在很大年夜程度上取决于 RF 波物理特点抉择的情况。频率越低,波长越大年夜,也就越难被液体和混凝土等常见制造材料接受。不过,RF 频谱及6163新澳门银河其利用是一个受政府高度治理的无线通信领域,只有少部分频谱预留给这些通信在本地和国际上非限定地应用,也便是所谓的工业、科学和医疗 (ISM) 波段。在此波段内,被吸收和常用的最主要的频率是 ISM 波段的 2.4-GHz 部分。在此频率下,工业领域中恶劣的 RF 情况会很快接受掉落较小的波长,是以必要更必要关注残剩变量来丈量靠得住性。

我们可将接管灵敏性、输出功率和抗滋扰性整个量化,以形成定义靠得住性的更大年夜更紧张的变量,即链路预算。链路预算可定义为接管灵敏性加上输出功率和抗滋扰性的绝对值。接管灵敏性越高,输出功率越大年夜,抗滋扰性就越强,办理规划的链路预算就越高。而链路预算越高,无线办理规划受 RF 接受和滋扰影响的几率就越低,从而有助于前进靠得住性。收发器的接管灵敏度和输出功率每每是抉择链路预算的组件级鉴别器,我们可以方便地对其加以评估和对照。然则,抗滋扰性很大年夜程度上取决于无线收发器采纳何种类型的技巧来前进旌旗灯号存活性。当前应用的、可以直接改良这一功能的最佳技巧之一便是直接系列扩频 ( DSSS ) 调制技巧。

DSSS 调制技巧基础上是一种对发送旌旗灯号进行前向纠错的措施,用于减小旌旗灯号滋扰造成数据损掉的影响。详细而言,DSSS 根据发射器和接管器共享的伪随机噪声码将一组数据编码为较大年夜的比特流。例如,在图 1 中,8 位数据编码为 32 个码片,在此环境下,4 个码片相称于 1 位。随后,码片在 RF 旌旗灯号上调制发送。接管器将接管旌旗灯号的码片解调,并反向履行 DSSS 编码规划。即便因为旌旗灯号噪声或滋扰会呈现解调差错,原始数据仍旧可以规复。

图,-直接系列扩频技巧

图,——通道跳频

着末,RF 捷变性可经由过程避免滋扰技巧前进靠得住性,也便是经由过程 RF 频谱跳频或者移动来避免滋扰。办理规划的自由度越高,就越有利于找到 RF 滋扰较小的情况,低落滋扰。今朝应用的不合 RF 捷变性技巧主要分为两大年夜类,一类是伪随机或算法型跳频规划,可在频谱内持续跳频,以只管即便削减滋扰,还有一类则是仅在必要时才移动的智能规划(见图 2)。从靠得住性的角度来看,第一类捷变性规划的问题在于,假如 RF 频谱内对照忙碌,那么可能会无意中跳频到滋扰较高的频谱部分中去,而智能型技巧则会找到滋扰较低的位置并随即竣事移动。不管采纳何种捷变性规划,RF 捷变性都取决于 RF 频谱的应用和通道的大年夜小。寄托 RF 频谱利用,捷变性可以有或多或少的空间。例如,因为频率分配的缘故,低频办理规划相对付高频办理规划而言空间较小。2.4-GHz 办理规划支持约 100-MHz 的可用频谱,而 900-MHz 办理规划仅支持约 26-MHz 的空间。通道大年夜小也是影响 RF 捷变性的一个紧张身分。通道尺寸越小,频谱中捷变性的空间就越大年夜,从而能以更高的 RF 捷变性来避免滋扰,在滋扰旌旗灯号间找到滋扰最小的事情频率。例如,就 2.4-GHz 无线办理规划而言,基于 802.15.4 的办理规整洁般宽度为 5-MHz,只有 16 个可用的通道,而宽度为 1-MHz 的办理规划平日支持 80 个可用通道,是以就能在更多通道间移动以避免滋扰。

是以,靠得住性便是关于 RF 频谱利用的链路预算与 RF捷变性之和。链路预算越大年夜, RF 捷变性就越高,在同一 RF 频谱上的给定无线办理规划的靠得住性就越高。此外,只管某些办理规划在给定情况下针对某一 RF 频谱机能出色,如布满水管的工厂中的低频通信,但这种办理规划相对付最大年夜化链路预算和 RF 捷变性的较高频率办理规划仍旧减色很多。

简单性

工业领域中简单无线办理规划的测试与抱负状态是其机能及履行的方便性要与有线办理规划相称。就简单性这个终纵目标而言,有两点必要办理,一是要满意工程师的要求,他们设计的终极产品利用于工业情况中,替代了有线办理规划,二是要满意破费者的要求,他们将贩卖及应用相关产品。

从工程师的角度来说,简单性便是指在终极破费产品中设计、开拓和实施无线办理规划有多便捷。就此而言,简单性便是指相关组件简便易用的定量丈量功能、有助于设计开拓的可用对象,以及可削减以致避免本地无线认证历程艰难义务的现有认证组件的可用性。易用性最强的无线系统采纳的是机动的可编程技巧,这些技巧使得工程师可为他们想要办理的利用设置设置设备摆设摆设最好的办理规划。不过,机动性和可编程性平日会造成繁杂性的前进;是以,包括软硬件在内的开拓情况和对象必须简单易用并易于理解,以确保周全支持简单6163新澳门银河性的上风。有关对象包括开拓和评估套件,来周全支持对软硬件的评估和懂得。抱负的对象该当包括带有简单库、文档和示例代码的完备无线协议客栈,以尽可能缩短进修曲线。假如软件开拓情况本身就简单易用、便于理解,则也能让用户受益匪浅。

从破费者的角度来说,简单性便是指定量丈量的调试易用性,也便是无线办理规划在预定情况中能够方便地安顿和激活,并能就对相关营业流程的影响方面为完备办理规划供给支持。例如,最小化无线办理规划调试影响的技巧可能与系统的靠得住性和连接功能直接关联。不受这些影响的系统将终极必要站点查询造访来确定最佳放置和通信路由。此外,相符商业进程要求的技巧能赞助破费者快速将技巧上风集成到日常运营事情中。这些技巧包括用于无线履行器监视和遥控的可编程机动接口,以及用于自动化相应系统的支持逻辑。我们平日讲这种功能称作节制面板或无线收集的视图功能,其可方便地集成到现有的申报和阐发进程中去。

不管从什么角度来说,无线系统的简单性终极要像有线技巧一样方便好用。基于工程师和破费者角度的定量评估办理规划可简化理解,终极实现简单易用的目标。

功率效率

功率效率是指无线办理规划在事情状态时最小化功耗效果的量度,便是系统中所应用组件的范例功耗的定量丈量,此外与功率效率相关的靠得住性,以及其他情况下电源治理相应机制的功率上风也能低落系统功耗(如可变的动态输出功率级别)。对照不合的无线办理规划机能若何,传统的措施是丈量系统中应用组件的范例功耗,不过这不能周全反应出办理规划低落功耗的效果。例如,大年夜多半光阴都处于就寝模式最低功耗状态下的高靠得住性系统,其功率效率一样平常比拥有较低的发送和接管状态但靠得住性不够的其他系统更高,由于这些系统处于休眠模式的光阴较短。是以,靠得住性是反应系统真实功率效率的主要指标。

除了靠得住性之外,最小化功耗和提升功率效率的其他系统级步伐还包括可动态节制输出功率级别活动电源治理等系统行径。我们的办理规划该当持续关注最小化输出功率,确保通信事情状态下仅应用最低功耗,从而做到既靠得住、又节能。这种节能技巧只管在无线电技巧领域并不算新闹事物,但在确保系统致力于真正最小化系统功耗方面确凿是一项新技巧。

覆盖范围

覆盖范围是指接管性能够识别出传输数据环境下的无线电旌旗灯号传输间隔。斟酌到工业情况中的 RF 滋扰较大年夜,而且赓续发生变更,是以要想确定哪种办理规划最有利于加大年夜覆盖范围,最好的法子便是对照链接预算和靠得住性。此外,无线办理规划还能经由过程片上和片外功率放大年夜器来前进链接预算。然则,假定所有办理规划都采纳了相同的功率放大年夜器,仅有高度靠得住的办理规划才能实现最广的覆盖范围。此外,只有在绝对必需的环境下,办理规划才能应用上述功率放大年夜器(其功耗极大年夜),从而确保最佳节能性。

经由过程应用中继器、采纳路由以及点对点通信等要领,我们还能让覆盖范围逾越既定无线电的连接功能。上述规划建立在办理规划所供给的无线协议技巧根基之上。采纳这些技巧规划会在时延与通信路径方面增添不确定性,从而前进办理规划的繁杂性,进而导致功耗的增添、靠得住性低落。是以,最好的法子照样维持所怀孕分不变,集中气力前进靠得住性,或经由过程应用功率放大年夜器进一步加强旌旗灯号,以加大年夜覆盖范围,但应用功率放大年夜器会受本地频率应用监管方面的限定。

资源

着末,在对不合办理规划进行对照时,资源是五大年夜要素中的着末一个问题。在此评论争论资源问题,并不是说资源最低的肯定便是最佳办理规划。资源问题的关键在于低落整系一切的资源。例如,假如因为靠得住性较低,我们必须花大年夜量成原先采取相关对策,假如因为链接预算较低的环境下经由过程增添功率放大年夜器的数量来拓宽覆盖间隔,或采

用有线系统作为备份等,那么这些资源着末都邑增添无线办理规划的整体资源。此外,假如系统的功能加倍强大年夜,可进一步让整系一切受益,那么其新增功能的代价也应该斟酌进整系一切中去,这实际上有利于低落总体办理规划的资源。

假定所有其他身分维持不变,低落无线办理规划资源的技巧手段之一便是前进办理规划的代价,或者低落办理规划的实际采购资源。组件资源平日是开拓商与供应商之间会商的要点,不过,根据所选择无线办理规划的不合,有些技巧可能相对照而言会要求较少的功能(如闪存存储器RAM、处置惩罚能力等),因而可以视环境来低落组件级的资源。例如,繁杂的网状收集协议所需的闪存开销平日大年夜大年夜高于布局简单的星形收集协议。网状网协议必要在全部收集上对通信进行路由,而星形协议只是简单的6163新澳门银河点对点协议,此中只有集线器才真正必要必然级其余路由功能。我们是在假定所有其他元素恒定不变的环境下做上述对照的。假如基于网状网的办理规划比基于星形6163新澳门银河的办理规划的靠得住性更高,或环境相反,则上面的对照就不成立了。

结论

靠得住性、简单性、节能性、覆盖间隔以及资源都是在对照和选择工业领域所需无线办理规划时必要斟酌的五大年夜身分。每种身分都有其各自独特的上风和特征,而且在对照不合办理规划以确保得到最佳无线办理规划时必须根据既定的利用分手加以斟酌。开拓无线办理规划的职员必须确保技巧在这五大年夜要素方面满意相关需求,能够充分应对工业领域的寻衅。破费者与开拓职员都必要能够满意上述标准的办理规划。

责任编辑:zl

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