無線通信模塊

　　英文翻譯

　　RF Wireless Data Communication Module

功能

　　 通信 功能：支持GPRS和短消息雙通道傳輸數(shù)據(jù)；支持多中心數(shù)據(jù)通信。

　　采用功能：采集串口設(shè)備數(shù)據(jù)，如串口儀表、采集器、PLC等。

　　遠(yuǎn)程管理功能：支持遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置、程序升級。

　　特點

　　工業(yè)級設(shè)計，適用室外惡劣環(huán)境。

　　內(nèi)置軟硬件看門狗，不死機，不掉線。

　　支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸。

　　支持域名解析功能。

　　支持各家組態(tài)軟件和用戶自行開發(fā)軟件系統(tǒng)。

優(yōu)點

　　相比較而言，用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式比其它方式具有如下優(yōu)點，下面介紹一下用DATA-6106無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式相比于有線通訊的優(yōu)點。

成本廉價

　　有線通信方式的建立必須架設(shè)電纜，或挖掘電纜溝，因此需要大量的人力和物力；而用無線數(shù)傳電臺建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式則無需架設(shè)電纜或挖掘電纜溝，只需要在每個終端連接無線數(shù)傳電臺和架設(shè)適當(dāng)高度的天線就可以了。相比之下用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，節(jié)省了人力物力，投資是相當(dāng)節(jié)省的。

　　當(dāng)然在一些近距離的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，無線的通訊方式并不比有線的方式成本低，但是有時候?qū)嶋H的現(xiàn)場環(huán)境難以布線，客戶根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需要還是會選用無線的方式來實現(xiàn)通訊。

建設(shè)工程周期短

　　當(dāng)要把相距數(shù)公里到數(shù)十公里距離的遠(yuǎn)程站點相互連接通訊的時候，采用有線的方式，必須架設(shè)長距離的電纜或者挖掘漫長的電纜溝，這個工程周期可能就需要數(shù)個月的時間，而用數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，只需要架設(shè)適當(dāng)高度的天線，工程周期只需要幾天或者幾周就可以，相比之下，無線的方式可以迅速組建起通信鏈路，工程周期大大縮短。

適應(yīng)性好

　　有線通訊的局限性太大，在遇到一些特殊的應(yīng)用環(huán)境，比如遇到山地、湖泊、林區(qū)等特殊的地理環(huán)境或是移動物體等布線比較困難的應(yīng)用環(huán)境的時候，將對有線網(wǎng)絡(luò)的布線工程有著極強的制約力，而用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將不受這些限制，所以說用無線數(shù)傳模塊建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式將比有線通訊有更好的更廣泛的適應(yīng)性，幾乎不受地理環(huán)境限制。

擴展性好

　　在用戶組建好一個通訊網(wǎng)絡(luò)之后，常常因為系統(tǒng)的需要增加新的設(shè)備。如果采用有線的方式，需要重新的布線，施工比較麻煩，而且還有可能破壞原來的通訊線路，但是如果采用無線數(shù)傳電臺建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，只需將新增設(shè)備與無線數(shù)傳電臺相連接就可以實現(xiàn)系統(tǒng)的擴充了，相比之下有更好的擴展性。

技術(shù)參數(shù)

　　數(shù)據(jù)格式：8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，校驗位（奇、偶、無）可設(shè)定。

　　波 特 率：300、600、1200、2400、4800、9600、19200（Bit/S）可選。

　　通信誤碼：≤10。

　　供電電源：10V～30V DC。

　　平均電流：<70mA/12V。

　　工作環(huán)境：溫度：-40～+85℃；濕度：≤95%。

　　數(shù)據(jù)傳輸

　　數(shù)據(jù)傳輸可以簡單地分為有線（包括架設(shè)光纜、電纜或租用電信專線）和無線（分為建立專用無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)（433MHZ頻段和2.4G頻段）或借用CDPD、 GSM、CDMA 等公用網(wǎng)信息平臺）兩大類方式。

應(yīng)用領(lǐng)域

　　應(yīng)用實例：

　　用戶首先關(guān)心的是傳輸距離問題，距離其實不是問題。近則采用433MHz頻段無線數(shù)據(jù)終端DTD433，遠(yuǎn)則選用GPRS透明傳輸數(shù)據(jù)終端DTP_S09F。所謂“近”，指3公里以內(nèi)可以覆蓋大多數(shù)廠礦；所謂“遠(yuǎn)”，是指通訊距離超過3公里，甚至跨越不同地域以及不同國家，好在中國移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了全球，所以距離不是問題。DTP_S09F與DTD433遠(yuǎn)近結(jié)合可以滿足絕大部分無線測控的要求。

　　◆多臺PLC之間的無線通信方案

　　多臺西門子S7_200之間的無線MODBUS通信設(shè)計說明，具有設(shè)計說明及PLC主機和從機的程序。

　　多臺三菱PLC之間的無線N：N通信設(shè)計，匯川PLC與三菱PLC方案一樣。

　　兩個臺達PLC之間的MODBUS無線通信例程，程序源代碼和設(shè)計說明。

　　◆無線PLC數(shù)據(jù)終端與無線MODBUS測控終端的連接應(yīng)用

　　PLC與3公里以內(nèi)4DI/4DO無線開關(guān)量終端DTD433H以及4AI/4AO無線模擬量終端DTD433F進行MODBUS協(xié)議無線通信，實現(xiàn)無線MODBUS傳輸。

　　◆觸摸屏與PLC的無線通信方案

　　西門子200PLC和無線PLC數(shù)據(jù)終端與深圳步科觸摸屏的無線通信；

　　威綸觸摸屏與S7-200的無線PPI通信；

　　昆侖通態(tài)觸摸屏MCGS與PLC的無線通信；

　　Autoface觸摸屏與西門子PLC的無線MODBUS通信；

　　顯控觸摸屏無線通信實例；

　　運行觸摸屏組態(tài)程序，能采用MODBUS協(xié)議，西門子PPI協(xié)議，三菱N：N協(xié)議，永宏PLC協(xié)議，臺達PLC協(xié)議等。

　　◆組態(tài)軟件與PLC的無線通信方案

　　組態(tài)王軟件與西門子PLC的無線PPI、MODBUS通信；

　　力控組態(tài)軟件與西門子PLC的無線通信；

注意事項

　　模塊必須用信號調(diào)制才能正常工作，常見的固定碼編碼器件如PT2262/2272，只要直接連接即可，非常簡單，因為是專用編碼芯片，所以效果很好傳輸距離很遠(yuǎn)。

　　模塊還有一種重要的用途就是配合單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，這時有一定的技巧：

　　1、合理的通訊速率

　　數(shù)據(jù)模塊的最大傳輸數(shù)據(jù)速率為9.6KBs，一般控制在2.5k左右，過高的數(shù)據(jù)速率會降低接收靈敏度及增大誤碼率甚至根本無法工作。

　　2、合理的信息碼格式

　　單片機和模塊工作時，通常自己定義傳輸協(xié)議，不論用何種調(diào)制方式，所要傳遞的信息碼格式都很重要，它將直接影響到數(shù)據(jù)的可靠收發(fā)。

　　碼組格式推薦方案

　　前導(dǎo)碼+同步碼+ 數(shù)據(jù)幀，前導(dǎo)碼長度應(yīng)大于是10ms，以避開背景噪聲，因為接收模塊接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起接收到的數(shù)據(jù)錯誤。所以采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾。同步碼主要用于區(qū)別于前導(dǎo)碼及數(shù)據(jù)。有一定的特征，好讓軟件能夠通過一定的算法鑒別出同步碼，同時對接收數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備。

　　數(shù)據(jù)幀不宜采用非歸零碼，更不能長0和長1。采用曼徹斯特編碼或POCSAG碼等。

　　3、單片機對接收模塊的干擾

　　單片機模擬2262時一般都很正常，然而單片機模擬2272解碼時通常會發(fā)現(xiàn)遙控距離縮短很多，這是因為單片機的時鐘頻率的倍頻都會對接收模塊產(chǎn)生干擾，51系列的單片機電磁干擾比較大，2051稍微小一些，PIC系列的比較小，我們需要采用一些抗干擾措施來減小干擾。比如單片機和遙控接收電路分別用兩個5伏電源供電，將接收板單獨用一個78L05供電，單片機的時鐘區(qū)遠(yuǎn)離接收模塊，降低單片機的工作頻率，中間加入屏蔽等。

　　接收模塊和51系列單片機接口時最好做一個隔離電路，能較好地遏制單片機對接收模塊的電磁干擾。

　　接收模塊工作時一般輸出的是高電平脈沖，不是直流電平，所以不能用萬用表測試，調(diào)試時可用一個發(fā)光二極管串接一個3K的電阻來監(jiān)測模塊的輸出狀態(tài)。

　　無線數(shù)據(jù)模塊和PT2262/PT2272等專用編解碼芯片使用時，連接很簡單只要直接連接即可，傳輸距離比較理想，一般能達到600米以上，如果和單片機或者微機配合使用時，會受到單片機或者微機的時鐘干擾，造成傳輸距離明顯下降，一般實用距離在200米以內(nèi)。

常用的無線通信模塊

LoRa模塊

　　LoRa是一種低功耗、長距離的無線通信技術(shù)，它適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的遠(yuǎn)距離通信。LoRa模塊常用于智能農(nóng)業(yè)、智能城市、能源管理等領(lǐng)域。例如，在智能農(nóng)業(yè)中，LoRa模塊可以用于土壤濕度監(jiān)測、作物生長監(jiān)測等應(yīng)用，通過長距離無線通信將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?span id="pukrkyp" class="hrefStyle">中央控制系統(tǒng)。

ZigBee模塊

　　ZigBee是一種基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的高級通信協(xié)議的無線通信技術(shù)，ZigBee模塊具有低功耗、低成本、低數(shù)據(jù)速率和短距離通信的特點。適用于需要長時間運行且不依賴于外部電源的應(yīng)用場景，例如傳感器網(wǎng)絡(luò)、家庭自動化和工業(yè)控制等。

藍牙模塊

　　藍牙是一種短距離無線通信技術(shù)，它主要用于設(shè)備之間的點對點通信。藍牙模塊通常用于智能穿戴設(shè)備、手機外圍設(shè)備、汽車內(nèi)部通信等場景。例如，智能手表通過藍牙與手機連接，可以接收電話、短信和應(yīng)用程序的提醒。

Wi-Fi模塊

　　Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)技術(shù)，它可以提供高速的網(wǎng)絡(luò)連接，使得設(shè)備能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)并與其它設(shè)備通信。Wi-Fi模塊將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，Wi-Fi模塊廣泛應(yīng)用于智能家居、智能辦公、工業(yè)控制等領(lǐng)域。

4G和5G模塊

　　采用4G和5G移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的通信模塊，4G和5G模塊都是為了適應(yīng)不同層次的移動通信需求而設(shè)計的。4G模塊具有通信速度快、網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、通信靈活等特點，常用于需要較高數(shù)據(jù)傳輸速率和較廣覆蓋范圍的場景，如車聯(lián)網(wǎng)、移動辦公等。5G模塊在4G的基礎(chǔ)上提供了更高的數(shù)據(jù)速率、更大的連接數(shù)以及更低的時延，在自動駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療等新興領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。

NB模塊

　　NB模塊是使用NB-IoT（Narrowband Internet of Things）技術(shù)的通信模塊。NB模塊與GSM網(wǎng)絡(luò)有良好的兼容性，可在現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進行部署。相比于傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，NB-IoT具有更好的穿透能力和覆蓋范圍，特別適合于智能電表、智能停車、環(huán)境監(jiān)測等需要大范圍覆蓋但數(shù)據(jù)量不大的應(yīng)用。

　　在選擇通信模塊時，需要考慮以下幾個關(guān)鍵因素：

　　兼容性：模塊需要與設(shè)備其余部分兼容，包括軟件和硬件。

　　能耗：尤其是對于依賴電池的設(shè)備，選擇低功耗模塊至關(guān)重要。

　　尺寸和形狀：模塊的大小和形狀應(yīng)該適合最終產(chǎn)品的設(shè)計。

　　性能：模塊的處理速度、存儲能力和通信范圍應(yīng)滿足設(shè)備的需求。

　　成本：整個產(chǎn)品的成本預(yù)算內(nèi)應(yīng)包含模塊的費用。

　　環(huán)境適應(yīng)性：模塊應(yīng)能適應(yīng)設(shè)備可能面臨的溫度、濕度和其他環(huán)境條件。

　　無線模塊是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，它們?yōu)樵O(shè)備提供了與外界連接的能力，使得設(shè)備能夠發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。了解這些模塊的功能和應(yīng)用，可以幫助我們更好地設(shè)計和實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，以應(yīng)對各種挑戰(zhàn)和需求。