Навигация по сайту

Анализ частот 433MHz и 868MHz, применяемых в беспроводных системах сигнализаций


Мы оказываем полный комплекс услуг по установке систем видеонаблюдения и систем контроля доступа. Для бесплатного расчета стоимости позвоните или напишите нам на e-mail. Наш телефон: +7 (495) 540-50-34 E-mail: arzeru@mail.ru

Беспроводная система сигнализации обладает такими качествами, как портативность, лёгкость в установлении и отсутствие проводов.
Все сигналы для связи с устройствами передаются по жестко заданным частотам. Как правило, в каждой стране есть свой бесплатный спектр радиочастот, а есть правительственный, распределение которого регулируется «Таблицей распределения полос частот между радиослужбами РФ», Постановление. Правительство РФ. 15.07.06 439-23. Можете скачать документ.

Две платы и RF-модуля беспроводной охранной сигнализации

В документе перечислен весь перечень существующих радиочастот и указаны в каких диапазонах разрешено использовать коммерческим организациям. Согласно приложению №2 частота 433MHz лежит в диапазоне: 433,050 — 434,790 МГц и относится к неспециализированным устройствам радиочастотной идентификации, устройствам охранной радиосигнализации автомашин, а частота 868MHz (868 — 870 МГц) к неспециализированным устройствам охранной сигнализации.

На базе этих частот создают беспроводные охранные сигнализации.

Диапазон ISM

К бесплатным беспроводным каналам связи относится международный диапазон ISM (аббревиатура от Industrial, Scientific and Medical). Для его применения не требуется лицензирование. Bluetooth, Wi-Fi, IEEE 802.15.4, Zigbee работают в этом диапазоне.

таблица распределения ISM радиочастот

Таблица распределения радиочастот

Благодаря высокой скорости работы радиоканала, высокой устойчивости к ошибкам связи и малому энергопотреблению этот диапазон применяется в большинстве современных устройств. Частоты 433MHz и 868MHz — это две главные группы, которые обычно используются в системе беспроводной сигнализации.

Особенности

Полоса частот 433MHz часто используется для управления многих устройств, перечислим распространенные:

  • автоматические шлагбаумы;
  • автоматические рольставни;
  • автосигнализации;
  • игрушки на радиоуправлении;
  • рации с малым радиусом действия (уоки-токи);
  • сканеры штрих-кода;
  • gsm радиомодемы, пульты, приборы автоматики из серии «умные дома»;
  • и др.

868MHz предназначается для связи между беспроводными сетями датчиков. Большинство беспроводных систем используют частоту 433MHz, однако, она может работать нестабильно в условиях большого города. Главное требования предъявляемое к устройствам, работающих на этих частотах состоит в том, что они не должны создавать помех другим радиоэлектронным средствам.

зависимость ослабления сигнала от расстояния

Зависимость ослабления сигнала от расстояния

Дальность действия устройств, работающих на частоте 433MHz и 868MHz невелика, и сокращается в зависимости от наличия посторонних объектов на пути передачи сигнала. Частота 433MHz хорошо себя зарекомендовала для подвижных объектов. 868MHz имеет преимущество в скорости передачи, обмена данных и дальности передачи сигнала.

зависимость ослабления сигнала от встречаемых препятствий

Зависимость ослабления сигнала от встречаемых препятствий

Усиливают сигнал при помощи антенн. Однако, у радиоволн отсутствует способность огибать препятствия. В законодательстве нет запретов на количество используемых ретрансляторов, репитеров и антенн, создав сеть из радиопередатчиков можно осуществлять передачу любого вида сигнала.

Считается наиболее надежная охранная сигнализация, построенная по радиочастотным протоколам. Например, Сбербанк издавал внутренний документ о запрете использования GSM-сигнализаций, поэтому все их объекты оснащены радиочастотными сигнализациями.  Это можно объяснить двумя важными показателями: скорость срабатывания и передачи сигнала (мгновенное срабатывание), защищенность канала.

У меня остался один из таких радиопередатчиков, который до сих пор применяется вневедомственной охранной и некоторыми ЧОП-ами.

внешний вид RF радиомодуля

Внешний вид RF радиомодуля ATSU100 (производитель Израиль)

Внутренний вид RF радиомодуля ATSU100 (производитель Израиль)

Сверху модуля производится подключение внешней антенны, справа разъем RS-232 для диагностики неисправностей, снизу для подключения датчиков

Клеммная коробка для подключения датчиков и питания к модулю ATSU100

Клеммная коробка для подключения датчиков и питания к модулю ATSU100

Подведем итог преимуществ частоты 433MHz и 868MHz:

  • частоты свободные, не лицензируемые;
  • высокой скоростью передачи сигнала;
  • малое энергопотребление — от батарейки передатчик может работать годы;
  • низкая стоимость производства.

Минус:

  • малый радиус действия компенсируется преимуществами. Этот радиус при увеличении, расширении диапазона частот и ширины канала может составлять несколько километров;
  • недолговечность приемопередатчика (зависит от элементов на печатной платы). Высыхание кварцевого генератора частоты приводит к уменьшению дальность и чувствительности передатчика;
  • требуется установка базовых станций (ретрансляторов). Приблизительно 1 станция на 10-20 км.

Улучшение сигнала

С точки зрения расстояния сигналы с большей длиной волны проходят большее расстояние и проникают через объекты лучше, чем сигналы с короткими длинами волн. Технически 433MHz может пройти большее расстояние, чем 868MHz.

Мощность передачи и чувствительность приемника — это два фактора, которые определяют диапазон. дБ — это децибелы, логарифмические единицы, которые используются для измерения радиочастотной мощности. Передача мощности относится к количеству ВЧ мощности, которая выходит из РЧ передатчика. Чувствительность приемника относится к минимальному уровню сигнала радио, она же может демодулировать. Большая мощность передачи может привести к большей дальности передачи.

Обработка нижеприведенных частот может улучшить качество передаваемого сигнала:

  1. ASK — это частотная манипуляция. Тип амплитудной модуляции, которая присваивает битовые значения для дискретных уровней амплитуды.
  2. FSK — это амплитудная манипуляция. Тип частотной модуляции, которая присваивает битовые значения для дискретных уровней частот. FSK делится на некогерентных и когерентных формы. При когерентной форме FSK, нет обрыва фазы в выходном сигнале.
  3. GFSK — Гауссова частотная манипуляция. Тип частоты манипуляции, которая использует гауссовский фильтр для сглаживания положительного или отрицательного отклонения частоты.

Второй способ усиления сигнала — применение внешних антенн.

внешние радио антенны для частот 433MHz и 868MHz

Внешние антенны для улучшения сигнала

Размер антенны, направление и место ее установки влияет на качество улавливаемого сигнала, так как она прямо пропорциональна длине волны, поэтому их устанавливают как можно выше и в открытых местах.

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
Поделитесь с друзьями
Комментарии:
  1. Алина06.02.2017 23:48

    Как я поняла из статьи, радиочастотные сигнализации имеют преимущество перед GSM-сигнализациями, благодаря более высокой скорости срабатывания и передачи сигнала, как это сказывается на стоимости этих сигнализации. Почувствую ли я разницу, как потребитель, если, конечно, цена сильно отличается. Хочу поставить для загородного дома, не знаю что предпочесть. И какую антенну лучше выбрать для усиления сигнала? Что бы вы посоветовали.


  2. Андрей07.02.2017 12:09

    Не только мощность и чувствительность приемника определяют качественные показатели работы системы. Очень важен параметр избирательности приемника, способность отсекать помехи и сторонние мешающие сигналы. Особенно это актуально в условиях города, где эфир всегда забит большим количеством сигналов. Так же не добавляет чистоты эфира и китайская несертифицированная техника, параметры ВЧ модулей не выдерживают никакой критики, слабое подавление гармоник основной частоты передатчика приводит к паразитным излучениям, которые создают помехи другим устройствам, работающим на соседних каналах. Для увеличения радиуса действия системы самым рациональным методом было бы использование направленных антенн с узкой диаграммой направленности. Увеличение мощности передатчиков и применение приемников с повышенной чувствительностью оправдано только на открытой местности, в условиях городской застройки только усугубит ситуацию, увеличит переотражения и только перегрузит входные цепи приемников. Зона уверенной работы системы будет зависеть от совокупности, вышеизложенных факторов и будет разная для каждого индивидуального случая.


  3. Андрей Кирилович09.03.2017 11:06

    Прочитал статью и понял что такое эти частоты, которые используют в охранной системе человечества. Кто хорошо в этом разбирается, то его объект в полной безопасности, и за считанные минуты он будет проинформирован о грабителе или нарушении правил беспроводной сигнализации. Но как я понимаю все зависит от силы мощности, и станций, которые должны быть расположены в 20 км друг от друга. Такой способ защиты конечно интересен, но насколько он долговечный и насколько будет хорошо работать неизвестно. Ну как, известно, просто у каждого свой срок работы, имеется ввиду в каком месте будет расположен и как к нему будут относится. Также время от времени думаю нужно проверять и чистить каналы, так как радио частоты иногда засоряются и от этого сигнал становится хуже. Данный вид беспроводной сигнализации меня заинтересовал, но все же волнуют некоторые моменты. Поэтому буду размышлять над установкой и приобретением данного устройства. Посоветуюсь со своими программистами что они скажут по поводу данной сети. Надеюсь одобрять и мы сможем заняться переустановкой системы охранной сигнализации.


  4. Виталий10.03.2017 13:09

    Сложная техника становится понятной посте таких объяснений. Если не вдаваться в сложные математические подробности и законы физики то в общих чертах все становится понятно и ясно. А больше ведь обычному потребителю и не надо. Основных принципов достаточно для понимания сути дела. Дело инженеров сделать так, чтобы монтаж таких систем был понятен интуитивно. Ну, а для чего разделяют частоты, это и так должно быть ясно. Взять даже телевизор или приемник. Если бы не было возможности разделения частот мы бы слушали одну радиоволну и смотрели один телевизионный канал.


  5. Сергей10.03.2017 14:37

    Не сильно много бесплатных частот выделяет государство. Какие способы защиты имеют каналы, не могут ли злоумышленники к примеру отключить сигнализацию или открыть ворота дома с помощью хакерских программ? Как известно сейчас даже школьники стали продвинуты в этой теме. И не влияет ли погода на передачу сигнала?


  6. Инна13.03.2017 18:09

    Меня интересует влияние радиочастот в повседневной жизни на здоровье. Всегда возникает вопрос о том, уместно ли ставить подобную сигнализацию для частного дома. Ведь кроме них, на человека оказывают влияние радиочастоы ПК, ТВ, связи и прочие. Работа у нас ещё бывает связана еще и с медициной, производством, службами вещания. Насколько интенсивным может быть воздействие?


Добавить комментарий




Наверх