HF-Kommunikation mit großer Reichweite

Nachdem ich mit Arduino und verschiedenen Sensoren für meinen Garten gespielt habe, starte ich jetzt ein neues Projekt für meine Freizeit.

Ich möchte mit HF-Kommunikation arbeiten, da ich für meine Anwendung ein Gerät mit großer Reichweite benötige, das etwa 2 km entfernt ist .

Die Idee ist, nur zu identifizieren, um welche Einheit es sich handelt , als RFID mit großer Reichweite, jedoch ohne RFID.

Ich meine, einige Geräte / Einheiten befinden sich irgendwo, und nach einiger Zeit könnte jemand sie an einen anderen Ort bringen. Deshalb möchte ich wissen, wo sie sich befinden, und nur die von ihnen per Funk gesendeten Informationen lesen. Ich habe nichts gegen ihre tatsächliche Position (GPS), weil ich sie von meinem oberen Fenster aus sehen kann, wo sie sich befinden. Ich möchte nur wissen, welche von ihnen sind.

1. Ich lese ungefähr 315/434 MHz, aber es scheint nicht in der Lage zu sein, diese Entfernung ohne einen hohen Stromverbrauch zu erreichen.

2. Was ist mit einer niedrigeren Frequenz (150 MHz)? Es liegt über dem Lizenzfrequenzband für AM / FM-Radios.

   • Ich lebe in einem Dorf - ich habe viel Terrain zum Spielen mit meinen Experimenten und eine Sichtlinie über 2 km.

BEARBEITEN:

Die @ Hopo-Idee ist genau das, was ich versuche zu tun. Außerdem kann ich "Energy Harvesting" durchführen, da die Idee ist, dass Sender mit einer kleinen Batterie betrieben werden.

Außerdem müssen die Sender klein genug und ohne Antennen sein, um nicht zu stören und zu vermeiden, dass Hunde mit ihnen spielen.

Auf der Empfängerseite spielt es keine Rolle, ob ich eine größere Antenne oder mehr Strom benötige. Es wird direkt an einen PC oder eine Stromquelle angeschlossen.

Außerdem möchte ich, wie @Hoppo sagt, nur einen "Ping" senden, eine Nachricht mit einer Kennung und möglicherweise einem Akkuladestand, sodass die Datenraten unter 9600 Bit / s liegen können.

Wenn Sie in der Lage sind, die Geräte zu sehen, können wir nur eine Sichtlinie annehmen. Eine Entfernung von 2 km und 433 MHz (70 cm) sollte mit einer Lösung mit relativ geringem Stromverbrauch in Ordnung sein. Wenn Sie sie nicht sehen können, verringert sich die Übertragungsreichweite bei 70 cm drastisch, ohne den Stromverbrauch zu erhöhen. Wie bei jeder Funkkommunikation kann es stromhungrig sein. Ich habe ähnliche Projekte mit dem Arduino unter Verwendung eines Radiometrix NTX2-Senders bei 434.650 MHz erstellt. Meine Lösung, um Strom zu sparen, bestand darin, den Sender einzuschalten, einen Standort-Ping zu senden und dann den Sender wieder auszuschalten, anstatt ständig zu senden. Einfach mit einem Arduino gemacht.

Der Artikel "Extreme Range Links: LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa-Modul für Arduino, Raspberry Pi und Intel Galileo" erwähnt einen Test der LoRa-Spreizspektrum-Modulation, bei dem Daten bis zu einer Sichtlinie von 22 km und mehr gesendet wurden bis 2 km in einer städtischen Umgebung durch Gebäude. Die Datenrate verlangsamt sich anscheinend unter schwierigen Bedingungen "auf wenige Bytes pro Sekunde".

In den Artikeln "IBM, LoRa Radio for IoT von Cisco Back Semtech" und "Wireless IoT-Protokoll mit großer Reichweite: LoRa" werden einige andere Datenprotokolle mit großer Reichweite und niedriger Rate erwähnt.

Ich höre, dass OpenRF und IBM LoRaWAN Open-Source-Implementierungen von LoRa sind. Anscheinend haben LoRa und OpenRF eine so geringe Leistung, dass erwartet wird, dass einige Implementierungen "mehrere Jahre lang mit kostengünstigen Standardbatterien arbeiten".

Im freien Raum wird der Pfadverlust zwischen zwei Punkten durch eine sogenannte Friis-Gleichung ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ) bestimmt. Dies gilt nur für den freien Speicherplatz, bietet jedoch einen guten Ausgangspunkt für die Schätzung des tatsächlichen Pfadverlusts. Es gibt auch viele genauere Modelle unterschiedlicher Komplexität (Zwei-Strahlen-Modell usw.). Wenn Sie versuchen, die maximale Entfernung zu erreichen, ist die niedrige Frequenz im Allgemeinen Ihr Freund. Natürlich kostet es größere Antennen und niedrigere Datenraten (was für Ihre Anwendung möglicherweise keine Rolle spielt). Sie möchten auch Antennen so hoch wie möglich über dem Boden montieren und mehr Richtantennen erhalten (z. B. Yagi-Uda).