Beräkna avstånd med hjälp av radio.

Swech · Inlägg av **Swech** » 8 april 2007, 13:43:55

Jag har kört en del med NRF401 men skulle nu
behöva en tranciever där man inte bara kan
skicka/ta emot data utan även kunna avgöra avståndet
samt ritning mellan sändare - mottagare.
Vet att det skall finnas kretsar/trancievers med denna funktion men har inte
hittat någon.

Anledning är att jag önskar att göra en manöverkontroll där man endast får operera maskinen i frågs då man har uppsikt över den, man skall alltså inte
kunna köra den 100 meter bort. MEN, vill ha såpass bra effekt så att sändaren skall gå 100 meter. Det hjälper alltså inte med en sändare som endast går 5-6 meter, måste ha mycket säker och stabil kommunikation/ räckvidd.

Det kan även vara så att lösningen kräver flera trancievers och avständet räknas ut med någon form av triangulering.

Någon här med erfarenhet / tips om detta?

Jonas
Swech Trading

danei · Inlägg av **danei** » 8 april 2007, 13:47:42

En IR länk som bara är till för att avgöra om det finns fri sikt och rimligt avstånd?

Micke_s · Inlägg av **Micke_s** » 8 april 2007, 14:05:11

Du skulle kunna anvgöra datakvaliten och avgöra när den är så pass dålig att du är för långt ifrån. Med 2.4Ghz sändare så är det nästan bara line of sight som gäller.

Swech · Inlägg av **Swech** » 8 april 2007, 15:38:54

Ir länk, går inte. Skall funka i krävande miljöer utomhus så solljus kommer
att störa, likaså måste det vara okänsligt för smuts.
Även ultraljud och liknande lösningar är inte möjliga - det är "ren" radio som gäller....

Datakvalitén är en möjlig väg men vid godkänt område måste jag ha 100%
mottagning, stor del av ej godkänt område kommer också att ge 100% mottagning, erfarenhet från 433MHz - NRF 401 ger mig att kontakten
fungerar 100% bra 150 meter och därefter faller 90% bort 151-170 meter...

En möjlighet är 2 gps enheter med radiolänk. men det kan bli för dyrt med både 2 x radio + 2 x gps (det kan bli fler än 1000 enheter / år)

danei · Inlägg av **danei** » 8 april 2007, 15:55:11

Om man har en bra felkorigering. Och indikering på hur mycket som behöver korigeras så får du inte det fenomenet att allt försvinner på samma gång.

Matte · Inlägg av **Matte** » 8 april 2007, 22:02:15

Micke_s: Jag har inge problem me mitt wlan o d står i en gaderob som jag inte kan se härifrån.

jag har andvänt några chipcon(nu TI) lösningar där RFFI(signal styrka) men den lider troligen av fädning men lär funka okej för att märka skillnad på 5 o 100 meter

annars vet jag att chipcons CC2431 har hårdvaru stöd för triangulering den bygger på zigbee men vet inte om den är släppt komersillt än...

men jag skull nog prova med signalstyrkan ist, om det är tillräckligt exakt så är det ytterst enkelt på CC chipp kan du även sänka sänd effekten om du vill.

Matte · Inlägg av **Matte** » 8 april 2007, 22:37:06

RSSI ska d stå inte RFFI

Swech · Inlägg av **Swech** » 9 april 2007, 08:18:59

Tackar Matte för tipset.

CC2431 verkar ha precis det jag söker..

Jonas

Matte · Inlägg av **Matte** » 9 april 2007, 10:51:18

NP

tror dock att du kan få problem med att få tag på den då chippet inte är i full produktion än. Development kit finns at köpa direkt från TI (kanske även farnell) men där kan juh budgeten vara en restriktion.

Lycka till

whynot · Inlägg av **whynot** » 13 april 2007, 00:27:27

Är det något liknande den här?
http://www.loc8tor.com/

Swech · Inlägg av **Swech** » 14 april 2007, 11:18:09

Precis... det är vad jag behöver... får väl köpa en och pilla isär
och se hur de gjort.... hittar säkert en custom made IC innuti
och så är man på ruta 0. Men tekniken finns och kommer
säkert hos fler radiokretstillverkare snart.

Jonas

whynot · Inlägg av **whynot** » 14 april 2007, 13:02:45

Jag frågade dom förrut om man kunde få ut signalerna till en dator och det verkade som att det var möjligt att dom kunde hjälpa till med att ordna.
Är lättare att göra beräkningar då.

xxargs · Inlägg av **xxargs** » 22 april 2007, 16:17:20

Swech skrev:Ir länk, går inte. Skall funka i krävande miljöer utomhus så solljus kommer
att störa, likaså måste det vara okänsligt för smuts.
Även ultraljud och liknande lösningar är inte möjliga - det är "ren" radio som gäller....

Datakvalitén är en möjlig väg men vid godkänt område måste jag ha 100%
mottagning, stor del av ej godkänt område kommer också att ge 100% mottagning, erfarenhet från 433MHz - NRF 401 ger mig att kontakten
fungerar 100% bra 150 meter och därefter faller 90% bort 151-170 meter...

En möjlighet är 2 gps enheter med radiolänk. men det kan bli för dyrt med både 2 x radio + 2 x gps (det kan bli fler än 1000 enheter / år)

Skall du ha 100% funktion så skall du inte använda radio övh. utan en sladd - och då är även räckvidden kontrollerad...

När det gäller radio så kan man garantera som bäst 99% i väldigt kontrollerad miljö och utan yttre störningar. dvs i slutna, skärmade utrymmen och man förlägger läckande kabel och antenner tills det fungerar.

ISM-banden på 433 och och 868 är dessutom ytterst olämpliga i kommersiella sammanhang (jag tolkar dina 1000-tal som kommersiell användning) - speciellt utomhus då du inte är ensamma om dessa utan finns många olika användare, speciellt i storstäder[1] Du får heller inte öka på sändaruteffekten för att 'överrösta' de störande grannarna - är det dessutom radioamatörer som sänder i området 433 MHz så har dom företräde i alla lägen.

Till detta så är dom flesta 433MHz och 868MHz -mottagare breda som ladugårdsdörrar i selektion och det är enkelt att blockera mottagarna med (inte så) närliggande starka kanaler.

Du kan inte använda RSSI som någon säker avståndsmätning, dels för att fädningen är avsevärd även vid små rörelser och kan ge mera förändring för ett steg bakåt/sidled-förflyttning än motsvarande dubbla/halverad distans till din sändare (i teorin 6 dB per fördubblad/halva avståndet mellan antenner i frirymd, ca 12 dB över landyta - fading kan ge 10-20 dB förändring bara för 4 dm förflyttning av antenn i reflexrik miljö - hur skiljer du åt mellan dessa ??) samt att RSSI-mätaren ofta är placerat tidigt i mottagarkedjan före alla viktiga smala filter och därmed så bredbandiga att de kan signalera god signalstyrka även för starkare grannkanaler och brus från tex switchade nätagregat, växelriktare och olika maskiner.

Det är nästan omöjligt att bygga säkra kommunikationslänkar via radio, just för att frekvensutrymmet är en gemensam resurs, tillåtna uteffekten låg och många störkällor, använd av många samt utbredningen är väldigt varierande.

Om man använder WLAN som komunikationslänk så använder de OFDM och synkron drift och därmed känslig för avstånd i sin synkronisering - där kan kan man ev. få ut information om tidsfördröjning och därmed avstånd till mottagaren - vet att det finns kommersiella program som håller reda på olika laptops i kontorslokaler just att de använder olika Wlan-hubbars tidsinformation från flera hubbar samtidigt och dess kända positioner för att ganska precis kunna peka ut var datorn är (och tillhörande person) i kontorslandskapet - gissar att det hårdvrumässigt fins stöd för detta i alla Wlan-hubbar.

Men precis som vid användande av 433 MHz så är det ingen garanti vid Wlan att man har kommunikation med omvärlden bara för att signalstyrkan är god då C/I kan vara lågt pga. alla Wlan-anläggningar i alla husen runtomkring dränker mottagaren...

868 MHz är också farligt ute numera då kommersiella mobiloperatörerna blickar allt längre ned i frekvenserna och kan mycket väl bli utstörda av kommersiella GSM/UMTS-nallar i frekvenser i närheten bara några år in i framtiden.

Skall man ha radiostyrning så måste man bygga för mindre än 99% säkerhet i kommunikation med 'ofarligt beteende' när situationen inträffar samt att ha egna frekvenslicenser för användningen, bra mottagare frekvensmässigt lång ifrån kända starka sändare i området.

- och pratar vi om 100% funktionssäkerhet så är det trådbundet som gäller, inget annat.

[1]

Vet bl.a. kranförare i samband med ombygget av skatte/studentskrapan i stockholm hade oehörda bekymer med radiostyrda styrdon, även videoöverföringar (på annan RF-frekvens) från kran till operatör fungerade extremt illa + att alltihop ställde till med oehörda trubbel för andra mottagare i området (i det här fallet SL:s radio) eftersom det var lågprisprylar som användes och inte alltid så välstädade utgångssteg samt dessa inte hade selektivitet nog för att stå emot starka _legala_ radioutsändningar i närheten (SL:s)... Mottagare som klarar tuff radiomiljö kostar nämligen pengar, typ 5000-10000:- styck minst och är ändå inte immuna mot tex switcharbaserade svetsar, vinkelslipar etc. som det dräller av på byggen... och läste nyligen att moderna laptop numera stör ut GPS-mottagarna i närheten

...

Säljer man sådana här trådlöst styrda prylar och lovar 100% funktion så gäller det att ha jäkligt bra försäkring och bra advokatbyrå... - att köra trådlöst är en vacker tanke som inte alltid fungerar så bra - om man inte är ensam någonstans i fjällen...

Swech · Inlägg av **Swech** » 22 april 2007, 17:49:37

xxargs - Tackar för ett mycket bra svar

Jag har nog uttryckt mig lite otydligt då jag skrev 100% funktion.
Vad jag menar är att jag inte vill köra radion på "marginalen" d.v.s att räckvidden är såpass dålig att denna automatiskt sätter avståndet mellan sändare / mottagare. Sen är det ju på samma sätt som med mobilen idag, folk accepterar att mottagningen kan vara dålig på vissa ställen -bara det inte är kasst överallt.
Så jag kan inte garantera 100% funktionssäkerhet men målet är att komma så nära detta som möjligt.

Sen är frågan mer av karaktären "finns det någon som provat att mäta avstånd med radio?" Om det inte går... så går det inte.... inte mer med det...

Jonas

xxargs · Inlägg av **xxargs** » 22 april 2007, 22:08:31

Just '100%' och 'åskskydd' kan få hemskt stora juridiska konsekvenser då sådana ord måste vägas med guldvåg om inte jurister skall får klorna i detta - tyvärr så ser man allt mera tedens till stämningar av amerikans typ även i europa, då tex. 'åskkydd' sägs fick en firma fälld och att gå i konkurs just för att dess åskskyddsprodukter inte skyddade mot åska som utlovat - dvs. fick åskan att sluta existera som naturfenomen - troligen urban legend, men klart är att tex. larmbranchen som jag har verkat i en kort period, är väldigt noga att kalla allt sådant för överspänningsskydd och liknande - aldrig någonsin någongång åskskydd...

---

Att mäta avstånd mha. RSSI eller datakvalitet ger alldeless för stor osäkerhet beroende på antennens utstrålningsfält och framförall hur olika reflexer samverkar eller släcker ut på var liten plats - det är bokstavligen ett hela havet stormar i 3 dimensioner med lokala utsläckningar och förstärkningar och förklaring varför fadning kan ge mycket större variationer på korta antennförflyttningar än skillanden på avstånden 50 till 100 meter från sändaren. Att avgöra om väldigt nära sändaren och väldigt långt bort går säkert - men inte om det gäller ett 'fönster' på säg max 100 meter ifrån eller liknande precisionskrav.

skall man använda tekniker och metoder som GPS-mottagare eller GSM/UMTS använder för att uppskatta nallens position/sträcka baserat på radiovågens transportid i luft så blir det helt annan utvecklingssinsats med DSP och kristallreferenser i helt annan klass än vad man är van vid simpla MCU/PIC-konstruktioner - få ns fasbrus/gitter både i CPU och mottagare gör att uppmätt avstånd far fram och tillbaka många, många meter...

många äldre GPS har fortfarande 25 - 200 meter onogranhet trots att scramblingen är borttagen i GPS-nätet sedan länge - och det beror på att GPS-mottagarens interna oscillator/kristall inte har tillräckligt precision och stabilitet.

---

vid utomhusanvändning tror jag hellre på användning av GPS-puck i resp. ända då dessa inte är så dyra längre och förmodligen den billigaste och säkraste metoden att få något som fungerar gentemot egna vildsinta försök som kanske fungerar, men ändå inte tillräckligt bra - hur mycket kostar en sådan osäker lösning om det resulterar i 100-tals reklamationer...