Dziś jest poniedziałek, 21 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Reklama

Aktualności
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
26 czerwiec 2013.

Sieci bezprzewodowe bez tajemnic

Sieci bezprzewodowe bez tajemnic

Systemy bezprzewodowej transmisji danych wykorzystywane są wszędzie tam, gdzie połączenie kablowe jest trudne do wdrożenia lub jest zbyt drogie w realizacji. Z perspektywy użytkownika, transmisja bezprzewodowa przyczynia się do wyraźnego zmniejszenia kosztów bieżącej eksploatacji (redukcji kosztów personelu, ograniczenia zużycia mediów) oraz do podniesienia dostępności obiektów (zmniejszenia awaryjności urządzeń, skrócenia przestojów). Główne obszary zastosowań tej technologii stanowią: zdalny monitoring
i sterowanie, przesyłanie alarmów, pomiary GPS, logistyka i zarządzaniem magazynem, systemy drogowe oraz dystrybucja energii. Niniejszy artykuł opisuje kluczowe elementy sieci bezprzewodowych oraz zagadnienia towarzyszące projektowaniu i użytkowaniu systemów bezprzewodowej transmisji danych.

Jakie pasma częstotliwości są udostępnione dla pracy urządzeń radiowych?

Technologia bezprzewodowa daje użytkownikowi możliwość wyboru pasma, w jakim będą pracowały urządzenia. Pasmo wolne pozwala na pracę systemów bezprzewodowych bez formalności i dodatkowych kosztów i jest podzielone na pod-pasma zależne od mocy wyjściowej i cyklu pracy nadajnika. Dla aplikacji przemysłowych najbardziej interesujący jest wycinek pasma 869,400 MHZ - 869, 650 MHz pozwalający na przesył danych z maksymalną mocą do 500 mW. Dla systemów odczytu liczników, które realizują zdalną kontrolę stanu, pomiary i serwisowanie przy użyciu urządzeń łączności radiowej udostępniony jest bez pozwoleń zakres częstotliwości 169,400 - 169,425 MHz, zezwalający na pracę z mocą maksymalną 500 mW. Jego główną zaletą jest lepsza propagacja fal radiowych niż w przypadku pasma 869 MHz co przekłada się nawet na trzykrotne zwiększenie odległości na jaką przesyłane są dane użytkownika.

Zakres częstotliwości 140 - 170 MHz, czyli tzw. pasmo VHF oraz zakres częstotliwości 400 - 470 MHz, czyli tzw. pasmo UHF pozwalają tworzyć systemy komunikacji radiomodemowej pracujące z użyciem niezależnej - "własnej" częstotliwości, co jest szczególnie istotne w bardziej odpowiedzialnych systemach. W przeciwieństwie do pasma wolnego, pasmo licencjonowane nie posiada ograniczenia związanego z maksymalną mocą nadawczą, dzięki temu po uzyskaniu odpowiedniego pozwolenia mogą być tu stosowane radiomodemy o mocy 10W , pozwalające na transmisję nawet do 80 km. Użytkownik takiej sieci bezprzewodowej całkowicie uniezależnia się od zewnętrznych operatorów oraz innych użytkowników sieci bezprzewodowych. Roczna opłata za użytkowanie kanału radiowego jest stała i nie zależy od ilości urządzeń pracujących w sieci ani od ilości przesłanych informacji. Dla kanału o szerokości 12,5 kHz wynosi 500 PLN, a dla kanału 25 kHz jest to 1000 PLN.

Jakie parametry urządzeń radiowych mają bezpośredni wpływ na zasięg komunikacji?

Zasięg komunikacji bezprzewodowej w pierwszej kolejności jest związany z technologią o jaką oparte jest działanie urządzenia. Wśród najbardziej popularnych technologii: Radiomodemy, WiFi, ZigBee, Bluetooth; najlepsze parametry w tym zakresie oferują Radiomodemy. Przykładowo dla rozwiązań fińskiej firmy SATEL zasięg komunikacji może dochodzić do kilkudziesięciu kilometrów, a przy zastosowaniu retransmiterów sygnału, może być on dowolnie zwiększany. Parametrami, które charakteryzują urządzenia radiowe i mają bezpośrednie przełożenie na zasięg komunikacji są moc nadajnika oraz czułość odbiornika. Podczas doboru urządzeń bezprzewodowych należy pamiętać, że zapas energetyczny jest różnicą pomiędzy poziomem sygnału nadawczego (moc nadajnika), a poziomem sygnału odbieranego (czułość odbiornika). Im wyższa czułość tym urządzenie bezprzewodowe będzie w stanie odebrać słabszy sygnał. Aby w pełni zrozumieć to zagadnienie porównajmy zapas energetyczny dla dwóch urządzeń:

  Urządzenie A Urządzenia B
Moc nadajnika 4W (36dBm) 1W (30dBm)
Czułość odbiornika -100 dBm -115 dBm
Zapas energetyczny = Moc nadajnika - Czułość odbiornika 136 dBm 145 dBm

W powyższych obliczeniach, można łatwo dostrzec, że pomimo iż "Urządzenie A" posiada moc nadajnika aż czterokrotnie większą od "Urządzenia B", to dzięki wysokiej czułości drugiego urządzenia jego zapas energetyczny jest istotnie większy, co zagwarantuje możliwość przesłania sygnału na większe odległości oraz zapewni stabilność wymiany danych w niekorzystnych warunkach.

O czym należy pamiętać podczas doboru i montażu anten?

Przy dużych odległościach lub ciężkich warunkach pracy, jakość połączenia zależy od anteny i sposobu jej zamontowania. Antena, przewód antenowy i zaciski powinny być dobrej jakości aby nie ulegały łatwo utlenieniu, które zwiększa tłumienie sygnału. Aby mieć pewność, że instalacja będzie działała w sposób poprawny przez długie lata, zaleca się stosowanie akcesoriów odpornych na działanie warunków atmosferycznych i zanieczyszczeń występujących w środowisku.

Gdy komunikacja ma przebiegać na większych odległościach, problemy powodowane przez naturalne przeszkody można bardzo często rozwiązać zwiększając wysokość anten. Również zastosowanie anten z dużym wzmocnieniem pozwala na kilkukrotne zwiększenie odległości. Jeżeli teren jest bardzo zróżnicowany topograficzne, co najmniej jedna z anten powinna być zainstalowana na wysokości 10 do 20 m.

Anteny dookólne charakteryzują się tym, że wytwarzane przez nie fale rozchodzą się z jednakowym natężeniem w każdym kierunku. W przypadku małych systemów oraz aplikacji mobilnych dobrym rozwiązaniem jest stosowanie anten ćwierćfalowych i półfalowych, charakteryzujących się małymi gabarytami i możliwością montażu bezpośrednio na radiomodemie. Zaleca się aby anteny ćwierćfalowe i półfalowe były instalowane w pozycji pionowej, na wysokości co najmniej 0,5 m ponad otaczającymi obiektami. Jeżeli antena nie może być podłączona bezpośrednio do radiomodemu, należy ją podłączyć za pomocą przewodu koncentrycznego 50 Ohm. W przypadku bardziej rozległych systemów zalecane jest stosowanie anten dookólnych o większym wzmocnieniu.

Anteny kierunkowe wytwarzają fale rozchodzące się prawie całą mocą, w jednym wyróżnionym kierunku. Zysk anteny kierunkowej jest większy od anteny dookólnej i może dochodzić do kilkunastu dBi. Kształt charakterystyki promieniowania anteny jest przeważnie szpilkowy. Jeżeli system nie narzuca warunku stosowania anten dookólnych, zalecane jest zamontowanie anten kierunkowych, np. anten typu Yagi. Im większy jest stopień wzmocnienia anteny, tym większą uwagę należy zwrócić na dokładność jej ustawienia. W przypadku anten o dużym wzmocnieniu należy zapewnić odpowiednio dużą przestrzeń wokół anteny (w granicach 5 m). W rozległych sieciach radiowych oznacza to, że najlepszym miejscem do zainstalowania anteny jest najwyższy punkt budynku lub maszt radiowy.

Jakie inne elementy toru radiowego są jeszcze istotne?

Aby chronić urządzenia znajdujące się w torze nadawczym (radiomodem, zasilacz, sterownik) przed wyładowaniami atmosferycznymi (piorunami) zaleca się stosowanie zabezpieczenia odgromowego. Jego zadaniem jest bezpieczne odprowadzenie energii wyładowania. Zabezpieczenie nie powinno być montowane bezpośrednio na radiomodemie. Zalecane jest użycie dodatkowego kabla antenowego o długości przynajmniej 1,5 m. Należy również pamiętać o konieczności połączenia zabezpieczenia odgromowego z listwą uziemiającą.

Warto pamiętać, że okablowanie pomiędzy radiomodem a anteną również wprowadza dodatkowe tłumienie, dlatego jeśli długość kabla przekracza 10 m, zaleca się stosowanie kabli o niskich stratach (< 0.7 dB/10m), dzięki czemu wzmocnienie anteny nie zostanie znacząco zredukowane.

SATELLINE-EASy - w pełni cyfrowy radiomodem dostępny w ofercie ASTOR
W jaki sposób przeprowadza się diagnostykę sieci bezprzewodowych?

Warunkiem pomyślnej transmisji danych jest dostatecznie duże natężenie sygnału radiowego. Jeżeli przekracza ono pewien poziom progowy, dane będą przesyłane poprawnie. W przypadku gdy natężenie jest mniejsze od tego poziomu, dane mogą być odbierane z błędami. Dostępne na rynku urządzenia, np. radiomodemy SATEL wyposażone są w mechanizmy pozwalające w łatwy sposób sprawdzić czy poziom sygnału osiąga wartość minimalną. Funkcjonalność ta bardzo przydaje się także podczas testów radiowych, mających na celu dobór optymalnego dla danej aplikacji zestawu urządzeń.

Z punktu widzenia użytkownika bieżąca informacja o parametrach pracy poszczególnych elementów sieci bezprzewodowej jest bardzo cenna, dlatego coraz większą popularnością cieszą się systemy pracujące w oparciu o mechanizm NMS (System Zarządzania Siecią). Pozwalają one na kontrolę takich parametrów jak: napięcie zasilania i temperatura pracy radiomodemów oraz poziom mocy sygnału odbieranego pomiędzy poszczególnymi obiektami. Dane zebrane w systemie NMS z poszczególnych obiektów mogą być następnie gromadzone i prezentowane w postaci wykresów (trendów). Użytkownik może również określić wartości krytyczne dla monitorowanych parametrów, po przekroczeniu których będą generowane alarmy. Przydatną własnością jest także możliwość zdalnego programowania urządzeń bezprzewodowych w całej sieci. Dzięki temu zmiana parametrów pracy (takich jak: adresowanie, moc nadajnika, czułość odbiornika itp.) może być zrealizowana bez konieczności wyjazdu serwisowego do poszczególnych, często znacznie oddalonych obiektów, co znacznie upraszcza i zmniejsza koszty obsługi i rozbudowy tak zrealizowanej sieci bezprzewodowej.

Źródło: ASTOR
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl