单片机的无线数据传输系统设计

8 系统的参数测量

　　无线通信在自由空间中传播距离的计算方法：所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，他是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。

通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关：

　　式中Lfs(单位：dB)为传输损耗，d(单位：km)为传输距离，频率f的单位以MHz计算。由上式可见，自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关，当f或d增大一倍时，[Lfs]将分别增加6 dB。

　　下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗：

　　Los是传播损耗，单位为dB；d是距离，单位是km；f是工作频率，单位是MHz。

　　本系统的无线收发模块nRF905选择工作在第一频道为433.2 MHz，发射功率为+10 dBm(10 mW)，接收灵敏度为-105 dBm的系统在自由空间的传播距离：

　　(1)由发射功率+10 dBm，接收灵敏度为-105 dBm：

　　Los=115 dB

　　(2)由Los，f计算得出：

　　d=31 km

　　这是理想状况下的传输距离，实际的应用中会低于该值，这是因为无线通信要受到各种外界因素的影响，如大气、阻挡物、多径等造成的损耗，将上述损耗的参考值计入上式中，即可计算出近似通信距离。

　　假定大气、遮挡等造成的损耗为25 dB，可以计算得出通信距离为：

　　d=1.7 km=1 700 m

　　9 影响无线通信距离的主要因素

　　图6是一个无线通信系统的信道模型，在工作频率固定的前提下，影响工作距离的主要因素包括发射功率、发射天线增益、传播损耗、接收天线增益、接收机灵敏度等，通过加大发射功率，提高天线增益，提高接收机灵敏度均起到提高通信距离的作用，在影响无线通信距离的以上几个因素中，作为设计者可以控制的因素有：接收灵敏度、RX一天线增益、发射输出功率。不能控制的因素是由无线电波的特点所决定的，主要有：传输损耗、路径损耗、多径损耗、周围环境的吸收。

在设计者可以控制的因素中，接收灵敏度、天线增益、发射功率都是可以作为提高通信距离的手段。

　　无线传输系统具有体积小、抗干扰能力强、数据安全可靠、无需布线、维护方便等优点，将会在各领域中带来广泛的市场。本系统结构简单，但这并没有影响系统的性能和用途。他可应用到遥控、遥测、汽车电子、安全防火、生物信号采集、环境监测和电气自动化等领域。