扩频组网系统简介及常见问题v2.0

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淄博市商业银行无线扩频联网系统介绍(doc 16页)

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SUCCESS淄博市商业银行无线扩频联网系统项目建设方案目录第一部分前言第二部分设计依据及指标第三部分方案设计第四部分电路计算第五部分安装说明第六部分售后服务的政策与体系第一部分前言应淄博商业银行要求,为解决贵行与下属各分理处之间计算机联网问题,寻求一种高速、可靠、稳定、安全、经济、可行的通讯方式,我公司经过综合分析各项参数指标和环境因素后,决定向贵行推荐以色列BreezeCOM公司生产的扩频数字微波设备。

BreezeCOM公司的BreezeNET无线局域网互连产品采用的是跳频扩展频谱技术,最高数据传输速率可达3Mbps,必要时可以自动降速到2Mbps或1Mbps;使用高增益天线,传输距离可达30公里。

BreezeNET将先进的天线分集技术、数字信号处理技术和跳频技术完美结合,从而保证安全、可靠的高速无线数据通讯。

该产品特别适合中近距离通讯。

作为无线扩频产品,与其他普通微波设备相比,具有很高的抗干扰性和极低的误码率,性能价格比特别优越,是实现远程微机联网的理想设备。

与有线数据通讯网相比,无线数据通问问讯网具有如下特点:1、建设速度快,只需安装基站和架设天线,用户设备也很简单;2、安装方便灵活,对于临时性的紧急需要,可以迅速投入使用,对于各种因素造成的不宜于架线铺缆的地理环境,更有其优势;3、性能价格比高,建设同等速率的有线传输网的资金投入要比无线传输网大的多,并且有线网迁移困难;4、安全性好,抗灾能力强;5、易于实现宽带综合服务,无线扩频通信设备现在已经能做到64K~10M的传输速率,可满足ISDN的要求。

第二部分设计依据及指标一、设计依据1、《数字微波接力通信工程设计暂行规定》,邮电部部颁标准,1989;2、《数字微波中继通信工程》,人民邮电出版社,1990;3、现场勘查及用户提供的原始数据资料。

(本方案不包括铁塔,中心和各处是否建铁塔及铁塔高度是多少,需测试后才能确定。

)二、设计指标1、低误码率:任何月份0.75%以上时间的一分钟误码率不大于1×10-8;2、高误码率:任何月份0.0075%以上时间的一秒钟误码率不大于1×10-6;3、残余误码率:不大于9×10-9;4、任何月份的误码秒累计时间不大于0.6%;5、中断率:小于0.0075%×d/50(其中d为两站点间距离)第三部分方案设计1、方案分析淄博商业银行与各营业网点之间距离10--30公里,可视效果良好,适合采用无线扩频方式进行计算机联网。

扩频通信系统的分类

扩频通信系统的分类

时钟源伪码 发生器 发生器扩频通信系统的分类扩频通信系统的关键问题是在发信机部分如何产生宽带的扩频信号,在收信 机部分如何解调扩频信号。

根据通信系统产生扩频信号的方式,可以分为下列儿 种。

1直接序列扩展频谱系统直接序列扩展频谱系统(Direct Sequece Spread Spectrum Communication Systems, DS-SS),通常简称为直接序列系统或直扩系统,是用待传输的信息信 号与高速率的伪随机码波形相乘后,去直接控制射频信号的某个参量,来扩展传 输信号的带宽。

用于频谱扩展的伪随机序列称为扩频码序列。

直接序列扩展频谱 通信系统的简化方框图参见图1-5 o在直接序列扩频通信系统中,通常对载波进行相移键控(Phase Shift Keying, PSK)调制。

为了节约发射功率和提高发射机的工作效率,扩频通信系 统常采用平衡调制器。

抑制载波的平衡调制对提高扩频信号的抗侦破能力也有 利。

在发信机端,待传输的数据信号与伪随机码(扩频码)波形相乘(或与伪随机 码序列模2加),形成的复合码对载波进行调制,然后山天线发射出去。

在收信 机端,要产生一个和发信机中的伪随机码同步的本地参考伪随机码,对接收信号 进行相关处理,这一相关处理过程通常常称为解扩。

解扩后的信号送到解调器解 调,恢复出传送的信息。

2跳频扩频通信系统 跳频扩频通信系统是频率跳变扩展频谱通信系统(Frequecy Hopping Spread Spectrum Communication Systems, FH-SS)的简称,或更简单地称为跳频通信 系统,确切地说应叫做“多频、选码和频移键控通信系统”。

它是用二进制伪随 机码序列去离散地控制射频载波振荡器的输出频率,使发射信号的频率随伪随机 码的变化而跳变。

跳频系统可供随机选取的频率数通常是儿千到220个离散频率, 在如此多的离散频率中,每次输出哪一个是山伪随机码决定的。

直接扩频通信系统设计原理

直接扩频通信系统设计原理

02 直 接 扩 频 通 信 系 统 概 述 04 直 接 扩 频 通 信 系 统 的 关 键 技

06 直 接 扩 频 通 信 系 统 的 优 势 与局限性
Part One
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Part Two
直接扩频通信系统 概述
直接扩频通信系统的基本概念
定义:直接扩频通信系统是一种无线通 信技术,通过将信息信号扩展到很宽的 频带上进行传输,以实现抗干扰和保密 通信。
扩频码的选择与设计
扩频码的特性:具有良好的自相关和互相关特性,能够实现精确的扩频和解扩频 扩频码的分类:包括随机码、伪随机码、复合码等,根据不同的应用场景选择合适的扩频码 扩频码的设计原则:保证系统的抗干扰性能、保密性能和可靠性等 扩频码的生成方法:可以采用线性反馈移位寄存器等方法生成
抗干扰与抗多径干扰技术
直接扩频通信系统在卫星通信中的应用
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抗干扰能力强:直接扩频通信系统采用扩频技术,具有抗干扰能力强、抗多 径干扰性能好的优点,能够提高卫星通信的可靠性和稳定性。
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隐蔽性好:由于扩频通信的信号速率很低,因此直接扩频通信系统的隐蔽性 较好,能够有效地防止被窃听和干扰。
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Part Six
直接扩频通信系统 的优势与局限性
直接扩频通信系统的优势
抗干扰能力强:扩频通信利用扩频技术将信号扩展至很宽的频带中,使其功率谱密度 降低,提高了抗干扰能力。
抗多径干扰能力强:由于扩频通信系统具有抗多径干扰的特性,因此可以有效抵抗多 径干扰,提高通信质量。
保密性好:扩频通信系统可以将信号扩展至很宽的频带中,使其不易被检测和截获, 提高了通信的保密性。
同步技术的实现方法

扩频通信系统概述

扩频通信系统概述

扩频通信系统概述第一讲扩频通信系统概述扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication),它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。

扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列:Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。

这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的:一是信息的频谱扩展后形成宽带传输;二是相关处理后恢复成窄带信息数据。

正是由于这两大持点,使扩频通信有如下的优点:抗干扰抗噪音抗多径衰落具有保密性功率谱密度低,具有隐蔽性和低的截获概率可多址复用和任意选址高精度测量等正是由于扩频通信技术具有上述优点,自50年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。

直到80年代初才被应用于民用通信领域。

为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。

第二讲扩展频谱通信的基本概念 2.1 扩展频谱通信的定义所谓扩展频谱通信,可简单表述如下:“扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。

这一定义包含了以下三方面的意思:一、信号的频谱被展宽了。

我们知道,传输任何信息都需要一定的带宽,称为信息带宽。

例如人类的语音的信息带宽为300Hz --- 3400Hz,电视图像信息带宽为数MHz。

为了充分利用频率资源,通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。

第三章 扩频通信系统的解调和解扩 (2)

第三章 扩频通信系统的解调和解扩 (2)


跳频器的主要参数 (1)频率范围:指频率合成器输出信号的频率范 围。越宽越好。 (2)频率间隔:频率合成器输出的两个相邻频率 之间的最小间隔。为避免相邻频带相互干扰, 频率间隔应不小于基带信号带宽的2倍。 (3)频率转换时间:频率合成器输出信号的频率 改变后,达到稳定状态所需要的时间,记为Tt。 频率转换时间越短,可达到的调频速度就越高, 并且越有利于抑制干扰。通常要求Tt远小于驻 留时间Ts。
每增加一级混频分频基本单元输出信号的频率间隔就减少为前一级频率间隔的1n0一种实现混频分频基本单元的门电路和频分频式频率合成器能够提供的频率总数与参考频率的数目及混频次数有关如果有m个混频分频基本单元级联参考信号的频率数为k则最后输出的频率总最小输出频率间隔
第三章 扩频通信系统的解调和解扩
3.1直接序列扩频系统的解调和解扩
3.2 跳频扩频系统
3.2.1简单回顾
跳频系统各点信号波形示意图(未考虑信息信号)
3.2.2 跳频系统的频谱
信道间隔△f≥2B
△f<2B

例3.2-1若允许射频带宽BRF=10MHz,信 源的数据速率是1kb/s,为确保邻近频道 不发生串扰,求跳频频道数。
3.2.3 跳频信号的产生

3.1.4直扩信号的频谱特性

直扩信号频谱特性的推导
3.1.5 载波同步


由于相干解调是高斯白噪声环境的最佳解调 器,所以通常都是采用相干解调的方法。这 就需要在接收端产生与发送端载波同频同相 的载波信号。 在接收端产生本地载波通常都采用锁相环 (Phase Lock Loop, PLL)。


缺点: 存在转换时间与频率分辨率之间的矛盾。锁相 环中环路滤波器的带宽越窄,输出信号的频谱 越纯,相位噪声越小,但频率捕获的时间就越 长,从而增加频率转换时间。 因此一般的锁相频率合成器难以同时满足频率 合成器在频带带宽、频率分辨率和频率转换时 间等多方面的性能要求。

扩频通信资料

扩频通信资料

扩频通信一、简介扩频通信是一种通过同时传输多个频带信号以提高通信效率和抗干扰能力的通信技术。

扩频通信技术在军事通信、卫星通信、移动通信等领域得到广泛应用。

本文将介绍扩频通信的原理、应用和发展趋势。

二、扩频通信原理扩频通信利用码分多址技术,通过同时使用多个频带信号的方式来传输信息。

在发送端,数据会被编码成高频率的扩频码序列,然后与载波信号相乘,形成一个带有更宽频率的信号。

接收端利用相同的扩频码序列进行解码,将多个频带信号分离出来还原成原始数据。

这种方法可以提高数据传输速率和保护通信安全。

三、扩频通信应用1.军事通信:扩频通信技术可以有效保护通信数据的安全性,提高抗干扰能力,广泛应用于军事通信系统中。

2.卫星通信:卫星通信需要长距离传输数据,扩频通信技术可以提高通信质量和覆盖范围,是卫星通信的重要技术支持。

3.移动通信:3G、4G、5G等移动通信标准中都采用了扩频通信技术,以提高数据传输速率、提高通话质量和减少信号干扰。

四、扩频通信发展趋势1.多载波扩频技术:通过同时使用多个载波信号,提高通信吞吐量和频谱利用率。

2.混合码扩频技术:结合不同类型的扩频码序列,进一步提高通信系统的性能和安全性。

3.飞跃式发展:未来扩频通信技术将朝着更高速率、更低功耗和更广覆盖等方向发展,为5G、IoT和智能网联汽车等新兴应用提供支持。

五、总结扩频通信技术作为一种高效的通信方法,已在各个领域得到广泛应用。

随着通信技术的不断进步,扩频通信将继续发挥重要作用,推动通信行业的发展。

希望本文对您对扩频通信有更深入的了解,并对其未来发展趋势有所启示。

2G课件 第6章 CDMA移动通信系统


6.1.1 扩频通信的基本概念
(4)可以实现码分多址:扩频通信提高了抗干扰能力, 但付出了占用频带宽的代价。如果让多个用户共用这一宽 频带,则可大大提高频带的利用率。由于扩频通信中存在 扩频码序列的扩频调制,充分利用正交或准正交的扩频码 序列之间优良的自相关特性和互相关特性,在接收端利用 相关检测技术进行解扩,则在分配给不同用户以不同码型 的情况下区分不同用户的信号,提取出有用信号,实现码 分多址。 (5)能精确地定时和测距:利用电磁波的传播特性和 伪随机码的相关性,可以比较正确地测出两个物体之间的 距离。目前广泛应用的全球定位系统(GPS)就是利用 扩频技术这一特点来精确定位和定时的。此外,扩频技术 被广泛地应用到导航、雷达、定位、定时等系统中。
6.1 概

与FDMA和TDMA相比,CDMA具有许多独特的 优点,其中一部分是扩频通信系统所固有的,另 一部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。 CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组 网和频率复用等几种技术结合而成,含有频域、 时域和码域三维信号处理的一种协作,因此它具 有抗干扰性好,抗多径衰落,保密安全性高,同 频率可在多个小区内重复使用,容量和质量之间 可做权衡取舍(软容量)等属性。与其他系统相 比,这些属性使CDMA具有更加明显的优势。
6.1.1 扩频通信的基本概念
3.处理增益和抗干扰容限 扩频通信系统的扩频部分是一个带宽比信息带宽宽得 多的伪随机码(PN码)对信息数据进行调制,解扩则是 将接到的扩展频谱信号与一个和发端伪随机码完全相同的 本地码相关来实现的。当收到的信号与本地码相匹配时, 所要的信号就会恢复到其扩展之前的原始带宽,而任何不 匹配的输入信号则被本地码扩展至本地码地带宽或更宽的 频带上。解扩后的信号经过一个窄带滤波器后,有用的信 号被保留,干扰信号被抑制,从而改善了信噪比,提高了 抗干扰能力。理论分析表明,各种扩频通信系统的抗干扰 性能都大体上与扩频信号的带宽与所传送信息带宽之比成 正比。我们把扩频信号带宽W与信息带宽B之比称为处理 增益G。 G=W/B (6-7) 它表示了扩频通信系统信噪比改善的程度,是扩频通信系 统的一个重要的性能指标。

扩频

扩频科技名词定义中文名称:扩频英文名称:frequency spread定义:利用与信息无关的伪随机码,以调制方法将已调制信号的频谱宽度扩展得比原调制信号的带宽宽得多的过程。

例如:跳频、混合扩频、直接序列扩频。

所属学科:通信科技(一级学科);通信原理与基本技术(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布扩频是一种信息处理传输技术。

扩频技术是利用同欲传输数据(信息)无关的码对被传输信号扩展频谱,使之占有远远超过被传送信息所必需的最小带宽。

特性1.扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号扩频2.扩频信号带宽远大于欲传输数据(信息)带宽3.接收机中必须有与宽带载波同步的副本补充传输信息时所用信号带宽远大于传输些信息所需最小带宽的一种信号处理技术。

发射端展宽频带是用独立于所传数据的码来实现,接收端用同步的相同码解扩以恢复所传数据。

扩频的基本方法有,直接序列(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)和线性调频(Chirp)等4种,其频率时间关系如图1所示,目前人们所熟知的新一代手机标准CDMA就是直接序列扩频技术的一个应用。

而跳频、跳时等技术则主要应用于军事领域,以避免己方通信信号被敌方截获或者干扰。

扩频的主要特点为:抗干扰,抗多径衰落,低截获概率,码分多址能力,高距离分辨率和精确定时特性等。

工作原理码序列去调制数字信号以按照扩展频谱的方式不同,现有的扩频通信系统可以分为:直扩方式直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum)工作方式,简称直扩(DS)方式直接序列扩频方式所谓直接序列(DS-DirectScquency)扩频,就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。

而在收端,用相同的扩频码序列去进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始的信息。

直接序列扩频的原理如图所示。

用窄脉冲序列对某一载波进行二相相移键控调制。

如果采用平衡调制器,则调制后的输出为二相相移键控信号,它相当于载波抑制的调幅双边带信号。

扩频组网系统简介及常见问题v2.0

1.使用领域:需要电池常年待机,需要通信距离远/穿透力强,并需要覆盖广大范围的应用。

水表、气表组网抄表传感器网络数据采集及监控2.系统释义:设备:集中器(APC950)、路由器(APC340F)、节点(APC340F),节点与路由器使用同一硬件,有插件与贴片两种版本Windows手持机、安卓手持机1个集中器最多可以容纳2560个节点,最多127个路由器组网。

集中器、路由器、节点发射功率均为50mW,通信距离均为1.5KM,如果环境较好距离可达2KM。

名词释义:1.工作频率:节点根据硬件不同有一定范围的工作频率,比如480MHz-495MHz,一共16MHz 工作范围可以使用。

模块通信需要停留此范围内在某一频点,如483MHz、490.5MHz。

2.网络地址:用于区分不同的网络的ID地址。

3.节点地址:用于区分每个节点的ID地址,每个网络内的每个节点地址必须不同。

如果设备的工作频率与网络地址均相同,则属于同一网络,同一网络内的所有设备可以相互通信。

反之,如果设备的工作频率或网络地址某一项不同,则无法连入网络进行通信。

工作方式:网络采用专有协议控制进行组网,空中固定为速率5Kbps,此参数不可更改,相对应带宽占用125KHz。

网络工作频率范围488-502MHz,共15MHz可供用户设置。

网络采用主从式结构,所有操作由集中器进行控制,在没有收到集中器信号的情况下,节点与路由器不主动发送信号;集中器可对网络内所有设备进行集中操作,也可对单个节点或路由器进行操作;集中器不带GPRS功能,用户需将集中器与带GPRS功能的模块连接进行远程双向操作。

路由器只承担路由与中继功能,不采集数据,路由器之间可以组成MESH网络,数据传输能有多路径可选,保证路径冗余。

节点用于采集数据,通过组好的网络将数据传回集中器,节点可直接与集中器通信,也可通过路由器与集中器通信,每个节点可与2个以上的路由器连接,保证路径冗余。

由于节点本身无路由和中继功能,使得组网效率得以大为提高,组网时间远少于其它使用节点进行路由的网络。

扩频技术


3. 跳时 (Time Hopping Spread Spectrum) , 简称跳时(TH-SS)。
跳时是使发射信号在时间轴上跳变。首先把时 间轴分成许多时片。在一帧内哪个时片发射信 号由扩频码序列去进行控制。可以把跳时理解 为:用一定码序列进行选择的多时片的时移键 控。由于采用了很窄的时片去发送信号,相对 说来,信号的频谱也就展宽了。简单的跳时抗 干扰性不强,很少单独使用。跳时通常都与其 他方式结合使用,组成各种混合方式。
扩频通信的主要性能指标
1. 处理增益:各种扩频系统的抗干扰能力大体上
都与扩频系统的处理增益Gp成正比,Gp表示了扩
频系统信噪比改善的程度。即有
B W G p 10 log 10 log Bm Rb
(3)
式中, B为扩频信号带宽, Bm为信息带宽;W 为伪随机码的信息速率,Rb为基带信号的信息 速率。
直接序列扩频通信的优点
抗干扰
用伪随机码扩频以后的信号之间的差异
很大,这样任意两个信号不容易混淆,也就
是说相互之间不易发生干扰,不会发生误判。
隐蔽性好,对各种窄带通信系统的干扰很小
由于扩频信号在相对较宽的频带上被扩 展了,单位频带内的功率很小,信号湮没在 噪声里,一般不容易被发现,而想进一步检 测信号的参数(如伪随机编码序列)就更加 困难,因此说其隐蔽性好。 再者,由于扩频信号具有很低的功率谱 密度,它对目前使用的各种窄带通信系统的 干扰很小。
基本概念


确定序列:可以预先确定且能重复实现的序列。
随机序列:既不能预先确定也不能重复实现的序 列,性能与噪声性能类似(噪声序列)。 伪随机序列:貌似随机序列的确定序列(伪随机 码、伪噪声序列、PN码) 伪随机序列作用:误码率的测量、通信加密、数 据序列的扰码和解码、扩频通信等。
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1.使用领域:需要电池常年待机,需要通信距离远/穿透力强,并需要覆盖广大范围的应用。

水表、气表组网抄表传感器网络数据采集及监控2.系统释义:设备:集中器(APC950)、路由器(APC340F)、节点(APC340F),节点与路由器使用同一硬件,有插件与贴片两种版本Windows手持机、安卓手持机1个集中器最多可以容纳2560个节点,最多127个路由器组网。

集中器、路由器、节点发射功率均为50mW,通信距离均为1.5KM,如果环境较好距离可达2KM。

名词释义:1.工作频率:节点根据硬件不同有一定范围的工作频率,比如480MHz-495MHz,一共16MHz 工作范围可以使用。

模块通信需要停留此范围内在某一频点,如483MHz、490.5MHz。

2.网络地址:用于区分不同的网络的ID地址。

3.节点地址:用于区分每个节点的ID地址,每个网络内的每个节点地址必须不同。

如果设备的工作频率与网络地址均相同,则属于同一网络,同一网络内的所有设备可以相互通信。

反之,如果设备的工作频率或网络地址某一项不同,则无法连入网络进行通信。

工作方式:网络采用专有协议控制进行组网,空中固定为速率5Kbps,此参数不可更改,相对应带宽占用125KHz。

网络工作频率范围488-502MHz,共15MHz可供用户设置。

网络采用主从式结构,所有操作由集中器进行控制,在没有收到集中器信号的情况下,节点与路由器不主动发送信号;集中器可对网络内所有设备进行集中操作,也可对单个节点或路由器进行操作;集中器不带GPRS功能,用户需将集中器与带GPRS功能的模块连接进行远程双向操作。

路由器只承担路由与中继功能,不采集数据,路由器之间可以组成MESH网络,数据传输能有多路径可选,保证路径冗余。

节点用于采集数据,通过组好的网络将数据传回集中器,节点可直接与集中器通信,也可通过路由器与集中器通信,每个节点可与2个以上的路由器连接,保证路径冗余。

由于节点本身无路由和中继功能,使得组网效率得以大为提高,组网时间远少于其它使用节点进行路由的网络。

路由器与节点在平时采用呼吸式的工作方式运行,即:休眠一段时间再监听一段时间(休眠1.5S再监听几毫秒),如此一直往复循环,直到收到集中器的唤醒信号而改变工作模式进行通信组网。

路由器与节点均采用电池供电,如果有需要,集中器也可以修改成呼吸工作方式达到省电效果。

网络特点:节点与集中器是组网必备的设备,路由器可根据情况使用,如果有远距离节点无法连接,可在两者之间增加路由器,一级不够再加一级,依次增加,最多能支持8级。

设备组网后即成为一个WMRNET-IV(简称’4型’)网络,网络可通过有线或者无线连接至远程控制端进行远程双向交互。

一个小区内的水表或气表即可组建一个WMRNET-IV网络,将表数据收集后通过GPRS/3G 或4G网络传递至后台服务器进行处理。

3.常见问题:1.集中器是否支持可以查询到目前网络中的节点模块地址,将其中某些模块踢出网络是否可以?如果想将某些节点踢出网络,可以修改节点参数(网络地址、工作频率),使其不在同一网络即可,下次组网将不会连接参数不一致的节点,反之,可将节点加入网络。

节点安装到用户设备后,可使用手持机无线修改。

2.当同一个区域有50个节点模块,只让集中器与其中指定的20个节点模块来组网通讯,是否可以?如何实现?同一配置(网络地址、工作频率)的设备即可连入网络,集中器发出通信握手信号一定是双向交互,与信号覆盖范围内的所有设备进行通信,信号发出即开始组网与读取数据,因为信号发出之后集中器肯定是不知道有20个或者50个节点或者更多的节点接收到,所以选择性的组网在这是伪命题,用户可读取所有能通信的设备的数据,再在集中器端输出数据后进行甄别处理。

另外,集中器除了进行全网集中通信,也可与某个单一设备进行通信,集中器命令中携带该设备的地址信息,经过多个路由器的多级路由到达设备。

3.同一个区域如果有2个或3个,甚至多个集中器模块在工作时,如何让他们可以同时工作,不互相干扰?同一区域,无论多少个网络,只要网络地址不同,不同网络的设备互不通信;同一区域内的不同网络的工作频点最好分隔开,避免出现同频干扰,如:网络1是485MHz、网络2是487MHz等等,实际使用情况下基本不会出现同频干扰。

4.当批量生产是,会有上千只节点模块都处于工作状态,那么此时如果没有集中器工作与其组网,那么节点模块的工作模式是如何的?功耗又如何?电池如何选用能达到使用十年?工作模式见系统释义,APC240F待机电流12微安,APC340F待机电流20微安,每组网一次增加3微安左右;如果节点与路由器一直采用呼吸式方式进行待机而不与集中器组网,其待机时间可长达20年,考虑到组网与电池自放电的电能消耗,十年的使用寿命完全没问题,电量计算方式可见网络说明文件。

节点与路由器需要常年待机使用,推荐使用容量大、自放电低的锂亚电池,节点推荐使用3600毫安的ER18505,路由器承担数据交换功能,推荐使用不低于8500毫安以上的电池,如ER26500。

5.电池使用十年只是理论计算值,如何能实际量化测试?以水气表抄表为例,用户可用少量设备组建一个小网络,每天组网抄表数据2次,表电池达到10年使用寿命可得出,10年一共需要抄表:2×365×10=7300次。

比如建一个50个节点的网络,计算其组网抄表一次实际所需时间,假如10分钟组网抄表完毕,之后可进行压力测试,每隔至少10分钟组网抄表一次,则每天可抄24×60÷10=144次,而抄完7300次只需要7300÷144=50.7天。

由以上压力测试可得到结果:在不到两个月的时间即可完成电池使用十年的验证,成本小、时间快。

6.当批量生产时,会有上千个节点模块都处于工作状态,那么此时集中器与节点模块组网是怎样?是否非常耗时?集中器发出唤醒组网信号,通信范围内的节点会自动优先连接,通信范围之外的节点会通过路由器寻找,路由器会把通信范围内的节点都找到进行组网。

网络级数越多,组网时间越慢,但其并非严格意义的线性关系,级数越高,消耗的时间增加越显著,所以在设计及安装时尽量降低网络级数,以节省组网时间。

网络中任意两个设备间一次通信(一来一回)耗时4S。

典型值:200个节点耗时15-20分钟。

7.当集中器模块上电后而周围又没有节点模块与其组网,那么集中器模块是怎么工作?功耗如何?集中器上电没有任何动作,一切动作都需要通过控制集中器发出命令进行。

8.集中器与节点模块组网成功后,集中器召唤一次数据,如果有30个节点模块的网络,周围没有其他集中器网络的情况下需要多少时间?如果节点直接连接至集中器,一个节点单向通信一次耗时2S,外加网络控制排队等时间,30个节点耗时3分钟左右。

9.节点上电后进入什么状态?在组网前和组网后分别又是什么状态?节点上电进入呼吸式待机模式,组网前按固有的呼吸时间待机,组网后休眠时间减少,节点频繁与其它设备进行数据交换。

10.在组网过程中,节点同时传输数据,会不会造成数据冲突导致数据丢失等情况?组网过程由组网协议控制进行,而非简单的多点对一点传输,网络协议保证覆盖范围内的节点根据协议规则将数据传递回集中器,反向亦然,将命令或数据下发至所有或某一节点。

11.节点与用户设备如何连接?节点提供UART串口用于连接用户设备,但由于组网协议限制,节点串口参数(如9600bps,8N1)固定而不可修改,用户需要提前告知所需参数。

12.节点、路由器、集中器的内部参数可以通过哪些方式设置?每个设备出厂都有默认的配置参数(模块地址、网络地址、工作频率等),如需修改参数,节点与路由器可通过计算机或手抄机进行,使用配套的UART-USB转换板连接计算机,通过配置软件配置。

对于数量巨大的设备,则可通过手持机批量配置修改。

对集中器可以通过UART口通过命令进行配置,配置命令可见协议文件。

13.路由器如何使用?如何进行配置?路由器用于桥接节点与集中器,当节点信号处于临界状态(信号时有时无)或完全处于集中器通信范围之外时,即可增设路由器,路由器在配置完工作频率和网络地址后即可投入使用,组网时集中器会自动将路由器加入网络,同时,路由器会搜索通信范围之内的节点,将节点也连入网络。

路由器可用计算机或手持机配置。

14.组网成功后,有没有什么对时机制保证时间同步?路由器与节点均装有RTC实时时钟,组网后,集中器可通过组网对全网设备进行对时。

对于水气表,支持数据冻结,方便记录和查询某个时间节点的数据信息。

15.水表与气表如何与网络内的设备进行连接?有何注意事项?传统的机械水表无法改装成无线表,如需改成无线组网水表,必须进行整表更换。

如果是电子表,可根据情况额外增加含有节点的装置进行无线抄表,此方法适用于含有电子部分的表改造。

节点已经集成计量功能,用户只需连接几条线到模块引脚即可,节点支持市场主流的脉冲表与光电直读表,对于脉冲表,支持干簧管采集,节点能为表计算并存储表的脉冲值,1个、2个、3个干簧管均可支持,同时也支持霍尔采集。

对于光电直读读头,节点在组网时为读头供电并读取数据传回集中器。

对于需要进行阀门控制的表,节点提供阀门控制功能(打开、关闭、半开等),直接将阀门线连接至节点的相应引脚即可。

16.如果所需的通信距离远小于节点所能传输的距离,所有的节点无需路由器都可直接连接至集中器,这种情况需不需要配置安装路由器?实际安装中,可靠性是优先考虑的,如果用户要求的距离远小于节点所能实现的距离,如几十、几百米,路由器可略去,但所需距离接近最大通信距离或临界状态时,路由器成为必须考虑安装的设备。

在水气表应用中,由于表安装位置已经固定,推荐安装至少一个路由器在节点与集中器之间,保证一些处于临界状态(信号时有时无)的节点能有可靠的通信链路组网,路由器与节点可按1:200的比例安装,同时,保证每个节点能连接到至少两个路由器保证路径冗余。

17.手持机在系统中发挥何种作用,如何使用?手持机可单独与网络中的任一设备进行通信,目前有Windows CE与安卓两种类型手持机可用,手持机都进行过匹配设计与改装,内部嵌入了专用无线模块,可用于批量修改节点与路由器参数,在不知道工作频率与网络地址的情况下,手持机可自动发现周围的节点与路由器设备并进行参数修改。

同时,手持机可作为组网的有效补充,当某节点无法连入网络时,可以使用手持机进行近距离通信操作,与单个节点通信时间约为6S。

在水气表使用中,手持机可用于点抄数据,并将数据快速上传至服务器端。

18.设备之间的通信距离,将节点嵌入用户设备后如何使传输距离达到最好的效果?这里往往是用户最易忽视,也是对无线效果影响最大的地方。

组网设备的组网通信速率与最大发射功率都已经固定,所以对无线表传输与穿透性能影响最大的只剩下天线,根据天线辐射电池波的特性和用户设备结构的千差万别,一种默认的天线显然无法适应所有的用户设备,这里就需要针对用户设备使用的天线进行特殊设计以发挥天线最大的效果(由网络分析仪等设备完成),无线有其自身的安装特性和要求,并不是在用户设备中随意安装或者硬塞进去即可。

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