Skicka data med låg bandbredd över långt avstånd

[arte]

Hej,

Jag skulle vilja skicka data från en bil på en racer bana till en stationär mottagre. Fungerar billiga RF moduler för detta endamål?

Kraven är ungefär följande:
- Inom ett 2km avstånd
- Låg bandbredd, 100 bytes/s är fullt tillräckligt
- Ofta skymd sikt
- Tappade paket är inte så noga
- Mottagare och sändare får gärna vara billiga och kräva få yttrekomponenter.
- Bilens 12v kan används så effekt är inget problem.

Kanske https://www.sparkfun.com/products/10535 med extra antenn?

Kan mycket lite om radio, så berätta gärna vad som behövs för att ovanstående skall fungera. Detta är för hobby projekt så behöver inte vara särskilt bullet proof.

Tack

[Retroperra]

Du behöver nånting starkare - högre effekt på sändaren - för att nå 2km. Ett byte av antenn kommer inte att räcka.

Sen beror det väl på om du vill "lösa problemet" eller bygga ihop nåt själv.

Jag skulle titta på nån variant av det här
http://m.made-in-china.com/product-6170 ... reign=true


Och vill du sno ihop en lösning själv kan det här vara en start:
https://www.sparkfun.com/products/9411#

[kodar-holger]

Innan du köper något bör du nog också besöka denna sida. För det är inte säkert, eller ens troligt, att du får tillstånd på dom frekvenser som den där kina-manicken använde.

http://pts.se/sv/Bransch/Radio/Radiotillstand/

[mrfrenzy]

Ett alternativ är ju gprs. Med dom datamänderna räcker ett kontantkort länge.

[Icecap]

arte: den sorts radiomoduler suger till allt!

Att överföra datan kan göras rimligt enkelt, t.ex. med Swech's 433MHz moduler. Men du måste placera ett antal utmed banan då räckvidden inte är 2km.

Det bör inte vara så svårt att skicka data till dom som hör, varje paket ska ha ett löpnummer.

När en (av fler) enhet har tagit emot data skickas paketet vidare ner i kedjan och en ACK i någon form genereras av mottagaren. Paketens löpnummer gör att ett paket bara länkas 1 gång ända till mottagaren.

Så i essens behöver du en sändare på fordonet och sedan ett antal repeters runt banan. De kan sedan ta emot data och skicka vidare till slutmålet.

[xxargs]

Att försöka trycka signal genom skog är i stort sett lönlöst för lång distans och ett sätt att minska verkan är att sätta ena antennen högt upp - bit över trädtoppsgränsen så att sträckan genom vegetationen hålls så kort som det går (typ ett antal 10-tal meter mest och därefter färdas fritt över trädtopparna - vegetation är ett väldigt kraftigt hinder som är svår att penetrera även med betydligt högre effektnivåer. - du kanske bara kommer 100 meter längre med 10-dubbla uteffekten - så fatal är vegetation när det gäller att dämpa signalen

att studera topologi och välja höga antennplatser och hyra plats och få dit antenner är en del av radioplaneringen. - det är bara att kika på basstationer för nallen - det är samma problem även för dessa trots mycket högre effektnivåer.


---

Sedan gäller det att välja en ISM-band som är tillåten för landet man vistas i (varav 315 MHz inte gäller för Europa utan det är 433 MHz - gäller att se upp när man köper att det är för rätt land i avseende frekvenser) och till detta har ISM-band egna regler som att man tex. inte får sända kontinuerligt utan kanske bara i kortare paket och viss minimum intervall vid repetition och detta kan vara olika regler beroende vilken del av ISM-bandet som används - man måste alltså läsa på!

Sedan är köpemottagarna och sändarna långt ifrån optimerade i avseende brusfaktor, selektivitet, mottagarprocessning/dekodning av inkommande signal etc. och dessutom ivriga att köra med hög baudtakt vilket gör att det blir väldigt lite energi per bit för det tidsfönster man sänder i om man bara har behov av låg datamängd under samma sändningstid.

dvs. modulerar man långsammare för säg 100 bitar under 1 sekund sändtid så kan man få betydligt större räckvidd än om man modulerar för 100 bitar i 0.01 sekund i 9600 bauds-takt - sådan skillnad motsvarar i stort sett samma som att köra med 20 dB högre sändareffekt eftersom du får nästan 100 ggr mer effekt per bit vid den långsamma sändningen. Det gäller förstås att mottagarna också är anpassade för takten med smalare filter och dekoder som arbetar långsammare då att köra långsamt med 100 bit/s på ett system som är anpassad för 9600 Baud ger ingen räckviddsförbättring - ja om man inte processar indatat till sändaren innan, se nedan.

En sak som man kanske skulle studera är att med faltningskodare i digitala domänen innan sändarens ingång 'smeta ut sin' 100 bitar långa meddelande över 9600 bitar (för sekunds meddelandelängd) till standard köpe 433 MHz sänder och på mottagarsidan tar strömmen som kommer från mottagaren och avkoda strömmen med en faltningskodare för att få tillbaka sina 100 bitar. Med omkodningen så får man att 96 bitar i 9600-strömmen representerar 1 bit i 100 bits-strömmen och med detta så får man mer energi per bit och potentiellt vara uppfattningsbart även om bittströmmen från mottagaren vid 9600-takt nästan är slumpmässig av till synes brus för att sändaren/mottagaren är en bit bortom sin 'standard' räckvidd. En av de vanligaste använda faltningskodare är viterbi-kodning/avkodning

- med kodning i förväg och behandling efter kan man tåla en hel del fel i dataströmmen som det blir när man ligger nära och förbi räckvidsgränsen vid 9600-takt, som efter faltningsavkodningen i stort sett försvinner och den vägen sträcker ut användbara räckvidd en bit till och det utan att öka sändareffekten - kort sagt istället för att öka uteffekten så samlar man mer signalenergi över tiden med långsammare datatakt, modulerad på en snabbare bitström.

Förbättring kan göras både på analoga sidan men också digitala sidan med processning före sändarmodulen och processning på signalen efter mottagarmodulen. dock detta resonemang gäller bara för sändar och mottagarmoduler som inte har någon egen behandling, buffring och felhantering utan är ganska 'råa', man måste kanske också scrambla datat på rätt ställe i processningen om mottagarmodulerna inte tål långa sekvenser av ettor och nollor efter varandra.


Både UMTS och LTE kan plocka användbar information för signaler som ligger 6 - 9 dB under bruset till stor del med hjälp av just faltningskodare och så använder man forward error correction för att rätta de felaktiga bitarna som är kvar efter (ofta reed solomo-kodning (RS))

Detta är inget nytt - kombinationen viterbi och RS har används sedan månfärdena på 60 och 70-talet och alla långväga satelliter sedan dess där signalen till mottagaren är så svag att de inte ens syns över brusgolvet från helium-kylda LNA vid antennerna om man tittar på signalen med en spektrumanalysator.

---

OK, det kanske inte är svaret du vill höra - men ovanstående pekar på att det är inte bara genom att öka uteffekten som man kan öka räckvidd, utan en mer avancerad signalprocessning på sändar och mottagarsidan kan göra samma jobb som att öka sändareffekten - speciellt om man bara har behov av och kan acceptera låg datatakt.

[floppen]

Kan du inte spara data under varvet och skicka allt i en klump när du passerar mottagaren?

[Biker]

Att försöka trycka signal genom skog är i stort sett lönlöst för lång distans och ett sätt att minska verkan är att sätta ena antennen högt upp - bit över trädtoppsgränsen så att sträckan genom vegetationen hålls så kort som det går (typ ett antal 10-tal meter mest och därefter färdas fritt över trädtopparna - vegetation är ett väldigt kraftigt hinder som är svår att penetrera även med betydligt högre effektnivåer. - du kanske bara kommer 100 meter längre med 10-dubbla uteffekten - så fatal är vegetation när det gäller att dämpa signalen

Och massa text

I skog kör är det bättre och köra horisontalpolariserat och ganska låga frekvenser , 79MHz eller 150Mhz men det finns inga ISM band där för data utom möjligtvis hundpejlfrekvenserna , som man kanske kan chansa på att köra på med en datamodul.
+200MHz bandet skulle ju rekomnderas i detta fall men dessa är redan upptagna av tv/radio, och MIL komm , dom är bra då dom kombinerar räckvidd med byggnadspenetration (VHF vs UHF) - klart dom är upptagna

[xxargs]

Allt som går över luft är också känslig för störning - både illvillig dito och sådant som kommer från teknisk utrusning.

I tex. Ukraina har det släpps 'bombmattor' med billiga enkla störsändare med batteri för ca 4 dagars drift vilket omöjliggör all användning av radio, GPS, mobiltelefon - allt du kan tänka dig som går över radio i luft genom att störa mottagarna på alla dessa apparater och det hjälper inte att försöka hitta dessa störsändare och ha sönder dem då de är i tusental och åter i tusental med kanske några tiotals till hundratals metrar från varandra och måste rensas undan helt innan man får ett område som fungerar igen, och en ny laddning fälls inom 4 dagar igen... - inte olikt problemet med störningar från energisparlampor som finns överallt var man än går och en handradio som potentiellt kanske kunde nå över 2 mil, har bara två km räckvidd när man är nära en sådan energisparlampa...

Det här med 'bombning' med små billiga störsändare i massor har visat sig vara så effektivt att försvarsmakter runt om i världen har fått börja tänka om när det gäller hur man kommunicerar mellan trupper och förband och nu börja det grävas ned kablar och fiber igen!! Fältapan från 1937 och tråd mellan dessa är helt plötsligt hårdvaluta igen inom krigsorganisationer...

[Meduza]

Jag föreslår ett bra 4G-modem som har fallback till både 3G och 2G, och skicka datat över mobilnätet, det måste vara det enklaste i detta fall.

[netrunner]

27Mhz radio med fsk-modem...

Hmm... det verkar inte gå att köpa 27MHz länger ... vad har hänt?

[lillahuset]

I min ungdom har jag för mig att det var förbjudet att skicka data på 27MHz. Men det är ju en smaksak om man bryr sig eller inte. Upptäcktsrisken är förmodligen mycket nära noll. En och annan ilsken radioamatör undantaget. Annars borde det bli bra räckvidd och en 27MHz sändare borde vara trivial att bygga.

[netrunner]

Konstigt va det va svårt att hitta radio för 27MHz !

Här är ett par på 4 Watt. Proffsiga men inte gratis: http://www.ebay.com/itm/231701335561

FSK modem: http://www.ebay.com/itm/321537356554

[qx5]

Hur svårt är det att bygga en sändare/mottagare med rätt bandbredd och utan alltför mycket harmoniska störningar för 27 MHz? det borde inte vara några gigantiska krav.

[Biker]

Bara en hjärndöd skulle använda 27MHz....