Communication RF à longue portée

Après avoir joué avec Arduino et différents types de capteurs pour mon jardin, maintenant je commence un nouveau projet pour mon temps libre.

Je veux travailler avec les communications RF car j'ai besoin d'un appareil longue portée pour mon application, à environ 2 km de distance .

L'idée est de ne faire qu'une identification de quelle unité est , comme une RFID longue portée mais sans RFID.

Je veux dire que certains appareils / unités sont placés quelque part, et après un certain temps, quelqu'un pourrait les déplacer vers un autre endroit, donc je veux savoir où ils se trouvent, en ne lisant que les informations envoyées par eux via RF. Je ne me soucie pas de leur position réelle (GPS) car je vais pouvoir les voir où ils se trouvent depuis ma fenêtre supérieure. Je veux seulement savoir lesquels sont.

1. Je lis environ 315/434 MHz, mais il ne semble pas possible d'obtenir cette distance sans une consommation d'énergie élevée.

2. Qu'en est-il d'une fréquence inférieure (150 MHz)? Elle se situe au-dessus de la bande de fréquences de licence pour les radios AM / FM.

   • J'habite dans un village - j'ai beaucoup de terrain pour jouer avec mes expériences et une ligne de vue sur 2 km.

ÉDITER:

L'idée @Hoppo est exactement ce que j'essaie de faire. De plus, cela me permet d'obtenir une "récupération d'énergie" car l'idée est que les émetteurs fonctionnent avec une petite batterie.

De plus, les émetteurs doivent être suffisamment petits et sans antenne pour ne pas déranger et éviter que les chiens ne jouent avec eux.

Côté récepteur, peu importe si j'ai besoin d'une antenne plus grande ou de plus de puissance. Il sera connecté directement à un PC ou à une source d'alimentation.

De plus, comme @Hoppo le dit, je veux seulement envoyer un 'ping', un message avec un identifiant et peut-être le niveau de la batterie, donc les débits de données pourraient être inférieurs à 9600bps.

Si vous pouvez voir les appareils, nous ne pouvons que supposer une ligne de vue, une distance de 2 km à 433 MHz (70 cm) devrait être correcte avec une solution assez faible. Si vous ne les voyez pas, cela réduit considérablement la portée de transmission à 70 cm sans augmenter la consommation d'énergie. Comme pour toute communication radio, elle peut être gourmande en énergie. J'ai créé des projets similaires avec l'arduino en utilisant un émetteur radiometrix NTX2 à 434.650Mhz. Ma solution pour économiser de l'énergie était d'allumer l'émetteur, d'envoyer un «ping» d'emplacement puis de l'éteindre à nouveau plutôt que de transmettre en permanence. Facile à faire avec un arduino.

L'article «Extreme Range Links: LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa module for Arduino, Raspberry Pi and Intel Galileo» mentionne un test de modulation LoRa à spectre étalé qui a envoyé des données jusqu'à 22 km (13,6 miles) en visibilité directe , et plus à 2 km (1,2 mille) dans un environnement urbain traversant des bâtiments. Le débit de données ralentit apparemment "à quelques octets par seconde" dans des conditions difficiles.

Les articles "IBM, la radio LoRa de Cisco Back Semtech pour l'IoT" et "Protocole IoT sans fil à longue portée: LoRa" mentionnent quelques autres protocoles de données à longue portée et à faible débit.

J'ai entendu dire que OpenRF et IBM LoRaWAN sont des implémentations open source de LoRa. Apparemment, LoRa et OpenRF consomment tellement moins d'énergie que certaines mises en œuvre devraient "fonctionner pendant plusieurs années en utilisant des piles standard peu coûteuses".

Dans l'espace libre, la perte de chemin entre deux points est régie par ce qu'on appelle une équation de Friis ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ). Cela n'est vrai que dans l'espace libre, mais fournit un bon point de départ pour estimer la perte de chemin réelle. Il existe également de nombreux modèles plus précis de complexité variable (modèle à deux rayons, etc.). Généralement, si vous essayez d'obtenir la distance maximale, la basse fréquence est votre amie. Bien sûr, cela vient au prix d'antennes plus grandes et de débits de données inférieurs (ce qui peut ne pas avoir d'importance pour votre application). Vous voulez également monter des antennes aussi haut que possible au-dessus du sol et obtenir plus d'antennes directionnelles (par exemple Yagi-Uda).