ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Анализ режимов работы радиомодуля ЕЕМ69 и выбор программно-аппаратных средств для его исследования 5
1.1 Обзор радиомодулей с программной настройкой параметров 5
1.1.1 Сравнительный анализ нелицензируемых диапазонов 5
1.1.2 Сравнительный анализ радиомодулей с программной настройкой 7
1.2 Анализ характеристик радиомодуля RFM69CW 9
1.3 Примеры практических разработок на базе радиомодуля ИЕМ69 12
1.4 Описание регистров радиомодуля RFM69CW 14
1.5 Выбор аппаратных средств для исследования радиомодуля RFM69 19
1.5.1 Характеристики интерфейса N1 шуИ!0 и технология программирования 19
1.5.2 Выбор измерительных приборов для анализа спектра излучения модулей 24
Глава 2. Разработка экспериментальных установок для исследования характеристик радиомодуля RFM69CW 28
2.1 Структурные схемы экспериментальных установок 28
2.2 Разработка базового программного обеспечения системы 29
Глава 3. Проведение измерений параметров излучения радиомодуля
RFM69CW в различных режимах работы 37
3.1 Исследование зависимости уровня принимаемого сигнала (параметра RSSI) от расстояния между модулями 37
3.2 Исследование зависимости скорости передачи данных от значений тактовой частоты 8Р1 38
3.3 Исследование зависимости уровня измеренной мощности и амплитуды от заданной
мощности 40
3.4 Исследование зависимости ширины спектра от заданной девиации частоты при
различных параметрах сглаживания манипуляции Е8К 44
3.5 Исследование зависимости ширины и формы спектра от скорости передачи данных и
девиации частоты 47
3.6 Исследование зависимости степени сглаживания сигнала от заданной ширины полосы пропускания фильтра для ООК манипуляции 50
Заключение
Список использованной литературы 52
В настоящее время в системах диспетчеризации и автоматизации происходит замена проводных каналов связи беспроводными. Как правило при малых объемах данных и небольших расстояниях целесообразно применение субгигагерцовых цифровых радиомодулей, реализующих пакетную передачу данных. Одним из таких радиомодулей является радиомодуль Р1;М69СШ.
Данный радиомодуль обладает широким набором программируемых режимов и параметров, что позволяет настраивать его в соответствии с требованиями решаемой задачи. Вместе с тем, для его запуска необходимо изучить все эти режимы и понять связь влияния выбора той или иной настройки на эксплуатационные параметры модуля - дальность работы, вероятность битовых ошибок и т.п. Решение данной задачи при опоре на руководство пользователя, изложенное на английском языке, представляет собой нетривиальную задачу, особенно для студентов, знакомящимися с основами приёма и передачи цифровых сигналов.
Таким образом, актуальной является задача исследования параметров излучения конкретного радиомодуля, в данном случае КЕМ69, в зависимости от параметров его настройки в режиме передатчика и приёмника. Для решения этой задачи необходимо выбрать способ и средство управления радиомодулем. Поскольку этот модуль принимает и передаёт управляющие команды по протоколу 8Р1, целесообразно при управлении режимами от ЭВМ реализовать такой протокол аппаратно или программно. Представляется, что для учебных целей более приемлемым является программный способ реализации, поскольку он дополнительно позволяет в наглядном виде познакомиться с одним из наиболее распространённых интерфейсов и согласовать его с формирователем управляющих команд.
Вторым аспектом исследования характеристик радиомодуля является приём излучаемого сигнала и анализ параметров его спектра. Для этого требуются анализаторы спектра, способные принимать сигнал в рабочих диапазонах модуля, и, кроме того, имеющие интерфейс с ЭВМ.
В результате выполнения работы разработан пакет программ, позволяющих изменять режимы работы радиомодуля RFM69CW и проводить измерения его рабочих характеристик. Аппаратной основой измерительных экспериментов являлись интерфейсы myRIO.
Основные выводы, сделанные в ходе данной работы:
• Применение интерфейсов myRIO, поддерживающих канал связи Wi-Fi с хост- компьютером, позволяет реализовать скоростной обмен данными по протоколу SPI с модулями RFM69 в сочетании с возможностью пространственного разнесения этих модулей. Эта возможность позволяет исследовать зависимость уровня принимаемого сигнала RSSI от расстояния между модулями;
• Анализ спектра излучения радиомодулей RFM69 с помощью векторного анализатора NI PXIe-5644R позволяет наглядно проследить связь задания режимов и параметров работы радиомодуля с параметрами спектра излучаемого сигнала;
• Обнаружено, что зависимость излучаемой мощности от заданной имеет немонотонный характер и состоит из двух участков с разной крутизной преобразования.
