低功耗,短距离无线通信的最佳选择


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我正在研究一个依赖无线通信的项目,并且正在寻找最佳的替代方案。这些是设计要求:

  • 易于与Arduino交互
  • 可在小范围内工作(最多5-6米)
  • 耗电少-尽可能少
  • 设备不得互相干扰
  • 不需要是实时的,延迟可以在几百毫秒左右
  • 通常,这些设备不在彼此的视线范围内(这意味着IR和类似解决方案将无法使用)

该方案是:

同一房间中大约有10台设备,彼此通信,并在一段时间内不间断地互相发送短消息(最多30个字符)。

我能找到的最好的是蓝牙(特别是BLE),主要是因为有一些现成的Arduino +蓝牙模块和有前途的“低能耗”标签(最多是普通蓝牙能耗的一半),但是我想希望从该领域有更多经验的人那里征求意见。


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我投票支持蓝牙。
nidhin 2014年

向我们提供一些有关您决定不使用的内容以及您的理由的信息。
Jason_L_Bens

蓝牙最多可以工作5到6米-蓝牙可以比这更远-绝对不能超过6m吗?功耗很小-在这里您如何命名和羞辱一些数字。不能互相干扰-这到底是什么意思?
安迪(aka)

@Andyaka:不,我的意思是设备之间的最大距离为6米,因此不需要支持更大的距离。至于“非常少的电量”,我计划最多使用一两节AA电池运行每个设备(Arduino + LCD +无线模块),并且这些设备应该能够通信至少一小时而无需更换电池。
Giulio Muscarello 2014年

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对我来说,这听起来像是蓝牙微微网。
伊格纳西奥·巴斯克斯

Answers:


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看看XBee收发器系列。有多种类型,取决于传输范围和所需的额定功率。

这些设备还几乎可以轻松地与Arduino项目交互。该Serial库利用了与XBee的Rx引脚直接兼容的AVR的UART硬件。另请注意,由于XBee Rx / Tx引脚可在5V电压下工作,因此不需要电平转换器!

请注意,但是,XBee必须由3.3V供电,因此可以使用简单的3.3V LDO稳压器。


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“最佳”很难定义,但是我将研究IEEE 802.15.4收发器。

我将MRF24J40MA用于一个项目(https://github.com/briksoftware/gradusnik)。您可以尝试查看是否可以在其中使用一些代码。该项目是针对PIC的,但实际上许多东西都是与平台无关的(尤其是它所依赖的其他项目)。

该模块在rx / tx中消耗约20mA电流,这并不多。但是,要延长电池使用时间,您需要使模块大部分时间处于休眠状态。为此,您可以使用启用信标的网络,其中一台设备充当协调器。该模块在睡眠模式下消耗一些µA(请查看数据表以获取准确的数字)

与Arduino交互的唯一问题是您需要一个5-> 3.3电平转换器(如果Arduino仍使用5v)。

XBee模块是另一种流行的IEEE 802.15.4协议收发器,但价格昂贵得多。


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我不认为这是无线问题,而更多是协议问题。

如果节约电池是游戏的名称,并且如果一个设备可以通过适当的编程来充当临时“主”角色,则可以为每个其他设备分配一个时隙。分配完成后,临时主节点可以恢复为对等方,但重要的是已创建了一个时隙框架,所有对等方都将购买该框架。

这是做什么的?有一个时隙意味着您可以关闭无线电数百毫秒,然后唤醒以查看是否有正在进行的传输正在准备接收。当对等方唤醒时,它必须等待以查看其他8个对等方是否正在向其发送消息。定时至关重要,但如果要延长电池寿命,则应专注于协议。这个答案只是一个想法。唤醒时隙将被细分为另外8个时隙,其他8个对等方中的每一个均被分配为继续发送,如果一个在发送,则其他的可以首先侦听以检查是否可以发送。像这样的东西:

在此处输入图片说明

“下一个”插槽允许新的对等方加入该组。

低功耗收发器很常见,因此我不再研究它。



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只是好奇为什么没有提到NRF24L01 2.4GHz无线收发器模块?它是一个低功率单元,可以切换到待机模式以降低功耗。它的工作电压为3.3v,因此可以使用低功率的arduino或分离器,而最好的价格是便宜吗?

这是nRF24L01 +产品页面以及nRF24L01操作方法,其中包含有关将人与Arduino接口的信息以及示例代码。


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想到了RFM12B。

http://www.hoperf.com/rf/fsk_module/RFM12B.htm

一些功能:

  • SPI兼容接口
  • 高数据速率(在数字模式下高达115.2 kbps)
  • 2.2V-3.8V电源
  • 自动天线调谐
  • 16位RX数据FIFO
  • 可编程的TX频率偏差(从15到240 kHz)
  • 可编程的接收器带宽(从67到400 kHz)
  • 模拟和数字信号强度指示器
  • 时钟和复位信号输出供外部MCU使用

SPI comms接口应与Arduino相当。

如今,RFM12B-S2型号的售价不到7美元。

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