实验背景 》 背景简介 》 射频技术
射频:多媒体时代的遥控技术。就遥控而言,射频并不是新技术。例如,在1903年,Leonardo Torres Quevedo在巴黎科学院发表了他的“Telekino”,后来在法国、西班牙、英国和美国获得专利权。Telekino包括一个遥控机器人,它执行通过无线电传来的命令。
但是红外线成了控制电视机的首选(后来也逐渐成了遥控大多数其他家用电器的首选),因为它简单、低廉而且可靠性高。但是,随着现代消费电子产品的功能增多,红外遥控的弊端日益突出。其中最大的一个弊端也许就是刷新率(重复一个命令所用的时间)比较慢,例如,滚动电子节目指南(EPG)上的节目名单所需的时间较长。在最好的情况下,大约是75毫秒,但在特殊的情况下,如果存在光线干扰,会延长到110毫秒或者更长。
由于刷新速度慢,所以不能将遥控滚轮、跟踪垫或者跟踪球集成到红外遥控器中(这就是红外遥控器往往有很多按钮的原因)。这导致消费电子产品制造商在产品的用户界面(UI)没有太多作为,也是它们仍然只有基本的功能且对用户不是特别友好的原因。
相比之下,现代的2.4GHz短距离无线电信号收发器的刷新率大约是几个毫秒。无线鼠标要求刷新率为8到16毫秒,是这项技术的一个很好例子,它利用低延迟的优势对无线指令迅速、平稳地作出反应。
事实上,更近一步的分析显示,遥控器需要的射频技术,射频在2.4GHz无线鼠标和键盘中已经使用了多年。为了让遥控器能够支持先进的导航,需要低延迟无线连接(以便迅速地对用户的输入作出响应)、数据完整性(先进的协议保证这点)、低功耗(这样的遥控器可能比传统的遥控器更积极地得到使用),这些要求与无线台式电脑的要求是一致的。
实验背景 》 应用示例 》 射频遥控技术
无线射频遥控器的最大优点是其范围:它们可以传输的距离为距接收器长达 30米(蓝牙的传输距离要短一些),无线信号可以穿越墙壁。正因为有以上优点,你才会到处寻找家庭影院组件的红外/射频遥控器。 这些遥控器使用红外/射频转换器来延伸红外遥控器的传输范围。
学习型遥控器可以接收并存储其他遥控器发射的代码;然后发射这些代码来控制那些可以理解该代码的设备。例如,你有一个带有预编程遥控器的接收器,然后购买了一个新的电视,并附带有学习型遥控器。学习型遥控器接收你的接收器的遥控器所发送的信号,并记住这些信号以便可以来控制该接收器。这并不需要自己输入命令代码 -- 学习型遥控器是可以接收并存储其他遥控器发送来的信号的。所有的学习型遥控器都被认为是通用遥控器,因为它们可以控制多台设备。
一些红外遥控器可以发送红外和射频信号。射频信号不是指控制射频设备的(实际上,它们不能控制射频设备)。而是指红外遥控器的操作范围从大约9米延伸到了大约30米(提供或获取)并使信号可以穿越墙壁和玻璃罩。遥控器自动传输每个命令的红外和射频信号。使用接收器终端的红外/射频转换器(有些红外/射频遥控器会附带,有些作为附件出售)时,它接收信号并将信号转换成设备可以理解的红外脉冲。这样你的红外遥控器就可以从楼上卧室来提高家庭影院的音量。
实验背景 》 应用示例 》 射频消融术
心脏射频消融术(catheterradiofrequency ablation)是将电极导管经静脉或动脉血管送入心腔特定部位,释放射频电流导致局部心内膜及心内膜下心肌凝固性坏死,达到阻断快速心律失常异常传导束和起源点的介入性技术。经导管向心腔内导入的射频电流损伤范围在1-3 mm,不会造成机体危害。射频消融术目前已经成为根治阵发性心动过速最有效的方法。基本设备包括X光机、射频消融仪及心内电生理检查仪器。
射频消融术
实验背景 》 应用示例 》 射频识别技术
射频识别(Radio Frequency Identification,以下简称RFID)亦称电子标签、无线射频识别,是一种通信技术。RFID技术越来越受到人们的重视,在我国,RFID技术在工厂生产、铁路运营、仓储物流、贵重品贸易、身份识别等领域得到长足发展,已经有相当成熟的应用。
RFID技术的技术原理是利用感应识别特定的电子标签(RFID Tags)发出的无线电波特定频段的能量,或由电子标签主动发送某一频率的信号,进行非接触式双向通信,完成目标识别和数据交换目的的自动识别技术,而不需要识别系统(一般是RFID阅读器)与电子标签之间建立机械或光学接触。 RFID技术可应用的领域十分广泛,可以说,在物联网的概念中,RFID技术被看作是继互联网和移动通信两大技术之后的第三大技术。
射频识别系统原理图
实验背景 》 器件模块介绍 》 射频遥控器
无线射频遥控器的最大优点是其范围:它们可以传输的距离为距接收器长达 30米(蓝牙的传输距离要短一些),无线信号可以穿越墙壁。正因为有以上优点,你才会到处寻找家庭影院组件的红外/射频遥控器。 这些遥控器使用红外/射频转换器来延伸红外遥控器的传输范围。
下图为本公司常用的一种射频遥控器。除此之外还,配件中还有很多其他的射频发射配件可以作为遥控器。
常见的射频遥控器
实验背景 》 器件模块介绍 》 射频收发模块
接收模块的工作电压为3伏,它为超再生接收电路,接收灵敏度为-95dBm,接收天线最好为25~30厘米的导线,最好能竖立起来。接收模块本身不带解码集成电路,因此接收电路仅是一种组件,只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用,这种设计有很多优点,它可以和各种解码电路或者单片机配合,设计电路灵活方便。
本实验所用的射频模块在下图的基础上还焊接了一根铜质弹簧,以增强性能。本模块集成度高,尺寸超小,灵敏度高,低功耗,环境适用性好,带谐波抑制技术,具有超外差解调、抗干扰强等功能,兼容多种解码芯片,通信距离最远可达200米。
图片内容:
射频模块
实验背景 》 实验介绍 》 实验目的及原理
1.实验目的
本实验旨在让学生了射频技术的基本原理和工作方式。了解射频在实际生活中有哪些应用并将其运用在生活中,联系实际,发散思维。
2.实验原理
a> 实验开始时,电脑通过网线连接实验箱的服务器。通过在浏览器输入固定IP地址192.168.87.222,进入本实验。
b> 实验配置:网页后台会把学生输入的数据发送给服务器,服务器收到数据后,通知数据采集控制器进入实验状态。
c>实验开始:学习射频码过程和红外学习的一样。学习成功后,添加配置条件。然后提交配置,网页将学习到的射频码和配置(射频码作为配置条件的唯一id)发送到服务器,然后存入数据库。用射频遥控器对准射频接收头,按刚刚学习的射频键,射频模块接收到射频码后上传给服务器,服务器根据拿到射频码去数据库查询其所对应的配置条件,然后再返回到实验箱,实现配置条件里的响应。
实验背景 》 实验介绍 》 实验内容及步骤
1.实验内容
本实验主要进行了射频码学习,然后通过学习的射频码绑定配置条件进行硬件控制。
2.实验步骤
1>将射频发射和接收模块插入实验箱相应的位置。
2>用网线将实验箱与电脑连接起来。
3>打开实验箱电源,等LED8(第八个led灯)常亮,说明实验箱初始化成功。
4>初始化成功后,打开浏览器输入:192.168.87.222,登录成功,呈现的是物联网实验箱目录界面。
5>选择实验九,进入射频控制实验。
6>本实验没有效果演示,了解实验背景和介绍后可以直接进入配置界面。进入实验配置界面,点击学习按钮,进入学习状态。然后拿着射频遥控器对射频接收头按下一个按键,学习成功后即可配置响应条件,配置方法和实验一类似。
7>配置完成后,就可以用射频遥控器控制刚刚配置的输出设备,观察相应输出呈现效果。
详细步骤请查看配置详情。
特别注意:
1.由于空气中存在大量的433M频率的电磁波,会对学习造成干扰。学习成功率比较低,学习时请尽量让遥控器靠近射频接收头。以提高学习成功率。此外,空气中存在大量的433M频率的电磁波还会造成误码率较高,有可能学习成功,但是学到的码是错误的。若学习成功,但是遥控未能成功,可能是学到错误的,刷新页面重新学习即可。
2.RFID模块和射频接收模块都使用射频技术,可能会存在干扰,如若遇到学习不到射频码,请拔掉RFID模块或者重新上电。
实验背景 》 实验介绍 》 配置详情
1.如图1-1所示,点击“进入学习”,然后用射频遥控器对准当前射频接收头按下按钮,学习成功即可。
图1-1
2.如图1-2所示,配置你想控制的响应条件,可以添加多条配置条件,方法与实验一一样。配置完成后点击“提交配置”按钮。
图1-2
3.最后就是控制了,用射频遥控器对准射频接收头,按下按钮,即可观察实验箱上的硬件是否达到了自己刚刚所配置的响应。