Сайт установщиков

Главная Статьи Уроки установщиков Радиоуправление автосигнализациями

Радиоуправление автосигнализациями

Воскресенье, 16 Декабрь 2012 08:56
Для передачи команд с брелока и приема тревожных сообщений в современных сигнализациях используется радиоканал. Радиоканал обладает множеством преимуществ по сравнению с другими способами связи:
  • связь возможна не только в прямой видимости, но и из-за препятствия, а так же на большом расстоянии
  • связь по радиоканалу бесшумна и незаметна.
Вместе с тем, имея приемник, настроенный на частоту передачи, можно незаметно подслушать передаваемые данные. Поэтому эти данные обычно шифруются.
 
  Вредный совет от бывалого: Устанавливайте клиенту сигнализацию со статическим кодом. Ведь она гораздо дешевле, а замки открывает точно так же!
 
 
В современных сигнализациях используется только двухсторонний радиоканал, то есть и брелок и приемопередатчик в автомобиле могут как передавать, так и принимать данные. Для этого используются специальные микросхемы — трансиверы. Структурная схема цифрового трансивера сигнализаций StarLine серии Dialog изображена на рисунке.
 
Рисунок 91. Структурная схема цифрового ОЕМ-трансивера
 
Основной элемент трансивера — это синтезатор, высокоточный генератор с цифровым управлением, который отвечает за частоту обмена или за канал. Синтезатор используется как для приема так и для передачи, на выходе синтезатора получается частота, лежащая в рабочем диапазоне сигнализации 433.92 ±0.15 МГц.
 
Кратко приведем алгоритм работы передатчика и приемника. Передатчик берет высокочастотный сигнал с синтезатора и модулирует его с помощью цифрового модулятора. Далее сигнал поступает на усилитель мощности, затем в антенну и передается в эфир.
 
Приемник усиливает сигнал, полученный через антенну из эфира с помощью малошумящего усилителя (МШУ), и подает его на смеситель. Смеситель с помощью сигнала синтезатора понижает частоту, а затем цифровой демодулятор выделяет из сигнала полезную информацию.
 
Микросхема трансивера имеет внешний интерфейс, который позволяет подключить ее к управляющему микроконтроллеру. Именно по этому интерфейсу поступают данные, которые затем будут отправлены в эфир.
 
Большинство операций в трансивере выполняется в цифровом виде, что позволяет увеличить чувствительность приемника а значит и увеличить дальность и надежность связи. Это хорошо видно на примере сигнализаций StarLine Dialog.
 
Вообще говоря, на дальность и устойчивость связи влияет множество параметров. Основные из них это:
  • мощность передатчика;
  • чувствительность приемника;
  • тип модуляции;
  • ширина канала связи;
  • количество каналов связи;
  • ландшафт.

Мощность передатчика

Мощность передатчика в брелоке ограничивается емкостью элемента питания, в то время как мощность передатчика в приемопередатчике, установленном в автомобиле можно сделать выше — автомобильный аккумулятор обладает гораздо большей емкостью и к тому же подзаряжается. Поэтому канал управления обычно меньше по дальности по сравнению с каналом оповещения.

Чувствительность приемника

Чувствительность приемника показывает, какой мощности должен быть сигнал, чтобы на выходе демодулятора появилась полезная составляющая (чтобы приемник смог получить из эфира понятную команду от передатчика). Чем выше чувствительность, тем дальше можно отнести передатчик, обеспечив приемнику нормальный уровень на входе.
 
Чувствительность приемника — это паспортная характеристика трансивера при определенных условиях — частоте приема, вида модуляции, параметров модуляции, ширине канала и пр. Но на чувствительность сильно влияют и собственные свойства трансивера, поэтому у разных микросхем будет разная чувствительность при одинаковых параметрах канала. Чувствительность приемника у трансивера StarLine одна из лучших в индустрии.

Тип модуляции

Модуляция — это способ изменения чистого синусоидального сигнала синтезатора с целью передать какую-то полезную информацию. Сигнал синтезатора изменяется синхронно с данными поступающими на вход передатчика. Обратная операция в приемнике (выделение полезных данных) называется демодуляцией. В современных сигнализациях используется два вида модуляции: амплитудная (AM) и частотная (ЧМ).
Рисунок 92. Амплитудная и частотная модуляция
 
При использовании амплитудной модуляции сигнал с синтезатора изменяется по амплитуде (величине). Так как сигнал данных цифровой и имеет два состояния (О и 1), то наиболее удобный способ амплитудной модуляции это включать и выключать высокочастотный сигнал синхронно с сигналом данных.
 
К достоинствам амплитудной модуляции можно отнести более низкое потребление энергии (когда сигнал выключен — передается 0 — ток не потребляется), однако это достоинство компенсируется низким коэффициентом полезного действия (КПД) передачи данных. То есть при прочих равных условиях передатчик с амплитудной модуляцией должен иметь большую мощность для обеспечения требуемой дальности.
 
При частотной модуляции сигнал синтезатора изменяется по частоте — при передаче 0 частота сигнала уменьшается, при передаче 1 — увеличивается. Сигналы с частотной модуляцией менее чувствительны к импульсным помехам в радиоканале, поэтому системы с частотной модуляцией гораздо надежнее систем с амплитудной модуляцией.
 
Амплитудная модуляция это первый вид модуляции, освоенный практически, она до сих пор используется для радиосвязи на длинных волнах. И приемники и передатчики, использующие амплитудную модуляцию, гораздо проще в изготовлении и настройке чем, к примеру, приемники и передатчики с частотной модуляцией. Однако появление на рынке однокристальных трансиверов с частотной модуляцией переломило ситуацию. Современные сигнализации, такие как StarLine Dialog имеют трансиверы частотной модуляции и показывают лучшие характеристики, чем их предшественники.

Ширина канала связи

Ширина канала связи — это диапазон частот, в пределах которого радиосигнал передается без существенного искажения его формы. Ширина канала связи влияет на чувствительность приемника, а значит дальность и устойчивость связи. Чем ширина канала меньше, тем чувствительность приемника выше. Это происходит из-за того, что эфирного шума в узкий канал умещается меньше, а значит, соотношение сигнал/шум будет выше.
Рисунок 93. Радиоэлектронные шумы
 
Казалось бы — давайте уменьшим ширину канала до минимума! Но не все так просто. Ширина канала определяет максимальную скорость передачи данных. То есть, чем уже канал, тем меньше скорость, тем меньше данных уместится в этот канал (так же как и шумов). А для диалоговой сигнализации необходима достаточно высокая скорость обмена, так как данных передается много. Кроме того, при сужении канала придется использовать более дорогие компоненты, а значит повышать цену сигнализации. В современных системах найдено оптимальное решение с наименее узким каналом связи при достаточно высокой скорости обмена данными.
 
Следует заметить, что при прочих равных условиях частотно-модулированные сигналы имеют ширину канала меньшую, чем системы с амплитудной модуляцией. Это еще один заметный плюс частотной модуляции, из-за которого обеспечивается большая дальность и устойчивость связи.

Количество каналов связи

До недавнего времени большинство сигнализаций использовало только одну фиксированную частоту из диапазона 433.92 ±0.15 МГц и все сигнализации одной модели работали на одной этой частоте. Такие одноканальные системы приносили много хлопот своим владельцам.
 
Представьте, что будет, если у одного из сотен автомобилей на парковке перед супермаркетом сработает тревога. Сигнализация начнет передавать тревожный сигнал, почти постоянно занимая эту частоту. А владельцы других автомобилей будут вынуждены по несколько раз нажимать на кнопку, чтобы снять с охраны свой автомобиль.
 
Новые трансиверы позволяют организовать многоканальную связь, так как имеют цифровой синтезатор, частоту которого очень просто перестроить в отличие от старых систем с амплитудной модуляцией.
 
Каждой системе назначается свой собственный начальный канал передачи данных. В разрешенном диапазоне 433.92±0.15 МГц может уместиться до 100 независимых каналов, поэтому частоты «размазываются» по эфиру и ситуация с одновременной работой нескольких сигнализаций в одном канале маловероятна.
 
Кроме того, номер канала меняется динамически в ходе диалогового обмена, что позволяет еще больше увеличить помехозащищенность системы.

Ландшафт

Внешнее окружение, ландшафт местности, городские постройки очень сильно влияют на дальность связи. Именно поэтому в характеристиках принято указывать дальность связи на открытом пространстве — в этом случае все сигнализации имеют одинаковые условия испытаний и дальность определяется только параметрами приемопередатчиков.
 
Совет: никогда не обещайте клиенту устойчивую связь в городе, указанную в паспорте сигнализации. Это — дальность на открытой местности. В городе дальность может быть в несколько раз меньше в зависимости от расположения машины и брелока.
 
Почему же дальность уменьшается в городских условиях? Есть две основные причины — препятствия на пути распространения радиоволн и многолучевое распространение.
 
Препятствия — это постройки из железобетона, через которые радиоволна пройти не может. Волна частично поглощается препятствиями, частично отражается. Например, высотный дом может полностью перекрывать сигнал от машины до брелока.
 
Многолучевое распространение — это эффект наложения нескольких волн друг на друга. Волны отражаются от домов, поверхности земли и приходят в антенну с разным запаздыванием. Если сложить эти волны, может оказаться так, что суммарная волна будет гораздо меньше, чем если бы отражений не было, и чувствительности приемника не хватает для устойчивой связи. Такой эффект называют "замиранием". Эффект многолучевого распространения очень хорошо заметен, если автомобиль стоит на стоянке около большого супермаркета. Как правило, ангары супермаркетов строят из материалов, которые хорошо отражают радиоволны. Попав через "прозрачные" части здания, волна начинает многократно отражаться внутри и в брелок попадает огромное количество копий, сложение которых может дать очень слабый сигнал. Именно поэтому существует проблема надежного приема тревожного сообщения внутри супермаркета.
 
Многолучевое распространение гораздо опаснее для амплитудно- модулированных сигналов. Поэтому современные трансиверы с частотной модуляцией в супермаркетах и вообще в городе работают надежнее и устойчивее.
 
В качестве итога сформулируем три пункта:
  1. Использование частотной модуляции позволило сделать радиоканал с большей дальностью и надежностью.
  2. Большое количество каналов снижает радиочастотный шум, что хорошо сказывается на дальности и устойчивости связи.
  3. Радиоканал с частотной модуляцией лучше подходит для использования в городской застройке.
Для систем StarLine А62, 92, В62, 92 Dialog дальность радиоканала управления составляет 800 м, а канала оповещения — 2000 м.
 
Рисунок 94. Схема-памятка "Радиоуправление автосигнализациями"
 
  • Оцените материал
    2
Прочитано 2874 раз Последнее изменение Среда, 19 Март 2014 18:24

РАССКАЗАТЬ ДРУЗЬЯМ

Похожие материалы

Добавить комментарий

Авторизация через социальные сети:

         


Защитный код
Обновить