Comunicazione RF a lungo raggio

Dopo aver giocato con Arduino e diversi tipi di sensori per il mio giardino, ora sto iniziando un nuovo progetto per il mio tempo libero.

Voglio lavorare con le comunicazioni RF perché ho bisogno di un dispositivo a lungo raggio per la mia applicazione, a circa 2 km di distanza .

L'idea è di fare solo un'identificazione di quale unità è , come RFID a lungo raggio ma senza RFID.

Voglio dire che alcuni dispositivi / unità sono posizionati da qualche parte, e dopo un po 'qualcuno potrebbe spostarli in un altro posto, quindi voglio sapere dove si trovano, leggendo solo le informazioni inviate da loro tramite RF. Non mi importa della loro posizione reale (GPS) perché potrò vederli dove sono dalla mia finestra in alto. Voglio solo sapere quali sono.

1. Sto leggendo circa 315/434 MHz, ma sembra non essere in grado di ottenere questa distanza senza un elevato consumo di energia.

2. Che dire di una frequenza inferiore (150 MHz)? È al di sopra della banda di frequenza della licenza per le radio AM / FM.

   • Vivo in un villaggio - ho un sacco di terreno da giocare con i miei esperimenti e una linea di vista su 2 km.

MODIFICARE:

L'idea di @Hoppo è proprio quello che sto cercando di fare. Inoltre mi permette di ottenere "energia raccolta" perché l'idea è che i trasmettitori vadano con una piccola batteria.

Inoltre i trasmettitori devono essere abbastanza piccoli e senza antenne per non disturbare ed evitare che i cani giochino con loro.

Sul lato ricevitore, non importa se ho bisogno di un'antenna più grande o più potenza. Verrà collegato direttamente a un PC o a una fonte di alimentazione.

Inoltre, come dice @Hoppo, voglio solo inviare un "ping", un messaggio con un identificatore e forse il livello della batteria, quindi le velocità dei dati potrebbero essere inferiori a 9600 bps.

Se riesci a vedere i dispositivi, allora possiamo solo supporre che la linea di vista, una distanza di 2 km 433 Mhz (70 cm) dovrebbe andare bene con una soluzione a bassa potenza. Se non riesci a vederli, ciò riduce drasticamente la portata di trasmissione a 70 cm senza aumentare il consumo di energia. Come con tutte le comunicazioni radio, può essere affamato di energia. Ho creato progetti simili con Arduino usando un trasmettitore radiometrico NTX2 a 434.650 Mhz. La mia soluzione per risparmiare energia era accendere il trasmettitore, inviare una posizione "ping" e quindi spegnere di nuovo il trasmettitore invece di trasmettere costantemente. Facilmente fatto con un arduino.

L'articolo "Extreme Range Links: modulo LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa per Arduino, Raspberry Pi e Intel Galileo" menziona un test di modulazione dello spettro diffuso LoRa che ha inviato dati fino a 22 km (13,6 miglia) di campo visivo e fino a 2 km (1,2 miglia) in un ambiente urbano che attraversa edifici. La velocità dei dati apparentemente rallenta "a pochi byte al secondo" in condizioni difficili.

Gli articoli "IBM, Cisco Back Semtech's LoRa Radio for IoT" e "Wireless IoT Protocol: LoRa" menzionano alcuni altri protocolli dati a lungo raggio e a basso tasso.

Ho sentito che OpenRF e IBM LoRaWAN sono implementazioni open source di LoRa. Apparentemente LoRa e OpenRF hanno una potenza così bassa che alcune implementazioni dovrebbero "funzionare per diversi anni utilizzando batterie economiche."

Nello spazio libero la perdita di percorso tra due punti è governata da quella che viene chiamata equazione di Friis ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ). È vero solo nello spazio libero, ma fornisce un buon punto di partenza per stimare la perdita reale del percorso. Esistono anche molti modelli più accurati di varia complessità (modello a due raggi, ecc.). In generale, se stai cercando di ottenere la massima distanza, la bassa frequenza è il tuo amico. Ovviamente ha un prezzo di antenne più grandi e velocità di trasmissione dati inferiori (che potrebbero non essere importanti per l'applicazione). Volete anche montare antenne il più in alto possibile da terra e ottenere più antenne direzionali (ad es. Yagi-Uda).