很多初学者和使用过nRF2401A或者nRF24L01系列数传芯片的人都会很关心的问题, 到底使用这些东西进行数据传输的时候的有效或者最大距离是多少? 为什么我在实际使用的时候连5米都不到? 有些模块还宣称1000到2000米的传输距离是真实的吗? 传输距离是无线数传芯片和模块的一个综合指标,它同时受到很多条件、因素和参数的影响。
首先是天线,天线增益是一个硬性指标,通常来讲是增益越高传输距离越远。当然了,你总不能指望一个手持设备外面附带一个胳膊粗细,胳膊长短的高增益天线吧?所以不能仅仅指望使用更高的天线增益来增加距离。
再来是无线数传芯片的输出功率。通常2.4GHz产品最大输出功率为0dBm,433MHz为10dBm。超过该数值一般会有两个问题: 1.过大的输出功率会影响或干扰到其它工作在相近频率的设备,造成其它设备无法正常工作。 2.增加输出所使用的PA电路过急剧的增加设备的电流消耗和发热量。使用PA的无线数传模块通常不再适合低功耗和移动设备使用。
数据传输速率同样也是影响通讯距离的关键因素。以nRF2401A为例,其同时支持250kbps和1Mbps的数传传输速率,当其它应用参数一致时,两种数据传输速率实际测的通讯距离相差很大。低速率的250kbps通讯距离至少在高速率的1Mbps的2倍以上。这也是初学者容易犯错的地方,没有很大的数据量却贪图高传输速率,结果却影响了传输距离。 最后也是最重要的一点“电路设计”。无线数传模块设计,特别是高频无线数传模块设计,对电路的设计和元件选用都有极高的要求。虽然像nRF2401A芯片已经有了很高的集成度,但还是需要对发送、接收型号进行匹配工作。这是无线数传模块的设计核心。想像一下吧,给你再好的汽车,却只能在泥土路上行驶,想必一定感觉很不好。高频电路设计也一样,芯片输出时如果经过设计不合理的电路和元件,输出功率在没到达天线的时候就已经损失过半,这样的情况搭配再高增益的天线和再低通讯速率也很难拉开通讯距离。 如果你在实际使用中搭配了很拉风天线搭配最高的输出功率和低到可怜的传输速率之后还是只能得到几十米甚至几米之内…… 我在设计之初也被这个问题困扰了很久,电路的绘制和元件选用都是按照官方的参数进行的设计(国内好多模块应该都是这么Copy的),结果呢?很好,仅有几十米…… 在细致研究相关知识、重新设计、无数次的实际测试后…… 呵呵 注意如下两种模块都没有加PA电路哦
在宽阔路面上进行测试,nRF2401A和nRF24L01+模块,发射功率同为0dBm,数据传输速率为1Mbps,选用2dBi增益天线时测的稳定的数据传输距离为200米! 如果仅将数据传输速率降低为250kbps,其余参数和天线不变的情况下,有效传输距离超过500米! 到达700米时开始出现丢包现象,800米时丢包严重,接近1000米时完全失去接收数据。 对于这个测试结果我已经很满意了,毕竟没有使用PA电路,仅仅使用芯片输出的0dBm信号就达到了这个距离。 欢迎对无线数传应用敢兴趣的朋友与我联系,这样也有机会多向大家学习。 |
|