單片機的無線數據傳輸系統設計

8 系統的參數測量

　　無線通信在自由空間中傳播距離的計算方法：所謂自由空間傳播系指天線周圍為無限大真空時的電波傳播，他是理想傳播條件。電波在自由空間傳播時，其能量既不會被障礙物所吸收，也不會產生反射或散射。

通信距離與發射功率、接收靈敏度和工作頻率有關：

　　式中Lfs(單位：dB)為傳輸損耗，d(單位：km)為傳輸距離，頻率f的單位以MHz計算。由上式可見，自由空間中電波傳播損耗(亦稱衰減)只與工作頻率f和傳播距離d有關，當f或d增大一倍時，[Lfs]將分別增加6 dB。

　　下面的公式說明在自由空間下電波傳播的損耗：

　　Los是傳播損耗，單位為dB；d是距離，單位是km；f是工作頻率，單位是MHz。

　　本系統的無線收發模塊nRF905選擇工作在第一頻道為433.2 MHz，發射功率為+10 dBm(10 mW)，接收靈敏度為-105 dBm的系統在自由空間的傳播距離：

　　(1)由發射功率+10 dBm，接收靈敏度為-105 dBm：

　　Los=115 dB

　　(2)由Los，f計算得出：

　　d=31 km

　　這是理想狀況下的傳輸距離，實際的應用中會低于該值，這是因為無線通信要受到各種外界因素的影響，如大氣、阻擋物、多徑等造成的損耗，將上述損耗的參考值計入上式中，即可計算出近似通信距離。

　　假定大氣、遮擋等造成的損耗為25 dB，可以計算得出通信距離為：

　　d=1.7 km=1 700 m

　　9 影響無線通信距離的主要因素

　　圖6是一個無線通信系統的信道模型，在工作頻率固定的前提下，影響工作距離的主要因素包括發射功率、發射天線增益、傳播損耗、接收天線增益、接收機靈敏度等，通過加大發射功率，提高天線增益，提高接收機靈敏度均起到提高通信距離的作用，在影響無線通信距離的以上幾個因素中，作為設計者可以控制的因素有：接收靈敏度、RX一天線增益、發射輸出功率。不能控制的因素是由無線電波的特點所決定的，主要有：傳輸損耗、路徑損耗、多徑損耗、周圍環境的吸收。

在設計者可以控制的因素中，接收靈敏度、天線增益、發射功率都是可以作為提高通信距離的手段。

　　無線傳輸系統具有體積小、抗干擾能力強、數據安全可靠、無需布線、維護方便等優點，將會在各領域中帶來廣泛的市場。本系統結構簡單，但這并沒有影響系統的性能和用途。他可應用到遙控、遙測、汽車電子、安全防火、生物信號采集、環境監測和電氣自動化等領域。