nRF2401AvsnRF24L01vsnRF905vsCC1101無線數(shù)傳模塊通訊距離測試[原創(chuàng)

1、nmiinRF2401AvsnRF24L01+vsnRF905vsCC1101創(chuàng)1.測試準備1.1測試環(huán)境、這次的測試環(huán)境選擇了一條城區(qū)支線道路，路面不算寬共4車道。兩側(cè)有種植的樹木，路燈和電線桿。選擇這里主要是因為車流量少，這樣可以盡量減少通行的車輛對測試結(jié)果的影響。也為人生安全提供了保障（同時也建議各位網(wǎng)友在進行類似的測試時也要多注意安全）。1.2測試準備本次測試使用2塊“基于51單片機的T003無線開發(fā)測試板”作為測試主體。選用的無線輸出換模塊分別為工作頻率為2.4GHz的nRF2401A與nRF24L01+,還有工作頻率范圍為433MHz的nRF905與CC1101。為保證模塊的參數(shù)一

2、致性，每種型號均選用4個分為2組進行分組測試，所有無線模塊都選配單獨的外置全向膠棒天線。每個T003無線開發(fā)板均由4節(jié)AA鎳氫電池提供電源。1.3如何測試鹿用觀雪3牌螂燙I試磁圈隹霸細自接JR端=町|喝曙遢殛颶綁舸濟赧邇砸丫廚埴血確測試方式T003無線開發(fā)測試板使用STC89C52RC作為核心，運行時分別作為發(fā)送端與接收端。發(fā)送端定時發(fā)送測試數(shù)據(jù)，接收端接收到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)直接回傳至發(fā)送端。發(fā)送端接收數(shù)據(jù)后會對發(fā)送數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)進行比較，出現(xiàn)錯誤時按照丟包處理。同時發(fā)送端負責記錄發(fā)送計數(shù)與接收成功計數(shù)。測試中作為收發(fā)端的開發(fā)板距離地面高度均為1.5米左右，外置膠棒天線均朝向?qū)Ψ皆O(shè)備方向。測試中的

3、距離值使用汽車里程表作為依據(jù)。在測試前曾使用高速路的公里指示標牌對汽車的里程表進行了誤差測試，結(jié)果為百公里最大誤差小于3%。2.測試結(jié)果nRF2401A（S001）支持250kbps和1Mbps通訊速率，最大發(fā)送功率+0dBm，兩個獨立的數(shù)據(jù)接收通道，數(shù)據(jù)包最大長度為32Byte（含地址數(shù)據(jù)和CRC校驗），支持CRC校驗。關(guān)于nRF2401A的更多信息在我的其它文章中有詳細的介紹。L2-KlOMHz,為叫“粒游氐匡饉霆開磁噸踽漓和倜:時少険綏j壬住巴吉噩*測試菇果的數(shù)據(jù)包，開啟CRC校驗，接收端使用通道1進行數(shù)據(jù)的接收。測試時選用2400MHz的工作頻率，後射功率+0dBm(1mW),西訊速率

4、在該測試條件下，距離500米時通訊穩(wěn)定(丟包率小于1%)。距離增加到700米時開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象800米時丟包嚴重。這次的測試結(jié)果與上次的測試基本保持一致。ifGFSK調(diào)測試裝備當時并未測試的nRF24L01+無線數(shù)傳模塊，與nRF2401A同樣是工作于2.4GHz頻段,nRF24L01+(S002)制模式，支持250kbps、1Mbps和2Mbps的通訊速率。最大發(fā)射功率+0dBm,同時支持6個數(shù)據(jù)接收通道,32-Byte的數(shù)據(jù)包長度，內(nèi)置CRC校驗。關(guān)于nRF24L01+的更多信息在我的其它文章中有詳細的介紹。翅試結(jié)果汕】皿+龜BBcig叫理測試時選用2400MHz的工作頻率，發(fā)射功率+0d

5、Bm(1mW)，通訊速率256kbps，使用32-Byte長度的數(shù)據(jù)包，開啟CRC校驗，使用數(shù)據(jù)通道0進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。在該測試條件下，距離500米時通訊穩(wěn)定(丟包率小于1%)。距離增加到700米時開始出現(xiàn)丟包現(xiàn)象800米時丟包嚴重。nRF24L01+的測試結(jié)果基本與前面的nRF2401A一致。nRF905(S003)nRF905同樣是NORDIC出品的無線數(shù)傳模塊，不同之處是它工作于433MHz頻段。最大發(fā)射功率+10dBm,GFSK調(diào)制模式，僅支持50kbps通訊速率，最大數(shù)據(jù)包長度32-Byte,內(nèi)置CRC校驗。關(guān)于nRF905的更多信息在我的其它文章中有詳細的介紹。屁RE刼珈!矽顧

6、無線鶴赫測試馥果QE拒離6QQ米:時時;始出現(xiàn)丟也現(xiàn)察檢問陳時期麗廛測試結(jié)果S1曲測試nRF905時選用444.0MHz的工作頻率，設(shè)置發(fā)射功率為+10dBm（10mW），開啟CRC校驗，設(shè)置數(shù)據(jù)包長度為32-Byte。nRF905通訊距離的測試結(jié)果與nRF2401A和nRF24L01+相似，距離500米通訊穩(wěn)定（丟包率不足1%）。到700米時出現(xiàn)嚴重的丟包。同時在測試中發(fā)現(xiàn)，nRF905所采用的433MHz膠棒天線具有較強的方向性，在接近極限距離時尤為明顯。如想在遠距離通訊中獲得更好的穩(wěn)定性，建議換用高增益的定向天線?；蛘哒堦P(guān)注下面對于CC1101的測試=）。CC1101(S004)的功能。

7、支持ASK、OOK、GFSK、2-FSK、4-FSK和MSK調(diào)制模式，支持通訊速率0.6kbps5OOkbps,最高發(fā)射功率+10dBm。64-Byte的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，支持數(shù)據(jù)白化、支持前向交錯及曼徹斯特編碼。關(guān)于CC1101的更多信息在我的其它文章中有詳細的介紹。1測試結(jié)果ESggjgiE翩:幀hq“wiB盂誕谿加悶鳳牡供想數(shù)握丁開居數(shù)據(jù)tilt,m話辱請翩逗鰲辿驢出】小立昭u宀-12-切TXJlki數(shù)也fI化.宀胡啟囲詢詢址i麗顧輕血陋趾麗諭砒幣關(guān)1耐由于CC1101提供了接收信號強度指示(RSSI)功能所以在測試中可以使用RSSI的數(shù)值作為數(shù)據(jù)通訊質(zhì)量評估的參考。第一次測試使用433.0M

8、Hz工作頻率，GFSK調(diào)制模式，發(fā)射功率+10dBm(10mW),通訊速率76.8kbps，每次傳輸64-Byte長度數(shù)據(jù)包，開啟數(shù)據(jù)白化，為開啟FEC和曼徹斯特編碼，開啟CRC校驗功能。在該測試條件下，距離400米時通訊穩(wěn)定，此時RSSI數(shù)值顯示為-95dBm。同時并未出現(xiàn)如nRF905測試中遇到的那種明顯的方向性。第二次測試修改通訊速率為1.2kbps，每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度減為12-Byte，其它設(shè)置保持不變。在第二次測試中，距離800米時通訊穩(wěn)定，RSSI數(shù)值為-95dBm。距離1000米時出現(xiàn)較強的方向性，RSSI值為-110dBm，此時已經(jīng)接近極限距離。3.測試總結(jié)通過上面的測試再次驗

9、證了低功耗（101mW）無線數(shù)傳模塊的傳輸距離是可以達到500米的。同時也需要注意帶哪些影響通訊距離的因素：環(huán)境、天線、發(fā)射功率、通訊速率。首先是環(huán)境因素。在進行通訊距離的測試時請注意環(huán)境對結(jié)果的影響。如果測試環(huán)境較復(fù)雜，有障礙物或墻壁遮擋時，會造成射頻信號的反射、吸收和屏蔽，進而影響到通訊距離。也是在為什么在室內(nèi)進行測試的結(jié)果會遠遠小于空曠室外的原因。接下來是天線的選擇。通常天線指標主要分為增益與方向性，增益主要影響射頻信號接收部分，而方向性主要影響的是射頻信號的發(fā)射部分。通常但一根天線的增益越高時，它的方向性就越差（如定向天線）。這個最好根據(jù)具體的需求進行選擇。然后是通訊速率。通常來說在其

10、它條件不變的情況下通訊速率越高通訊距離就越短。在對nRF2401A與nRF24L01+的測試中，如果將通訊速率修改為1Mbps或2Mbps，將會大幅縮短通訊距離。在CC1101的測試中要達到1000米的通訊距離，需要將通訊速率降到1.2kbps或更低的0.6kbps，如果使用250kbps或500kbps的速率也會同樣大幅縮短通訊距離。關(guān)于CC1101的前向交錯（FEC）和曼徹斯特編碼。它們會增加數(shù)據(jù)在傳輸時的可靠性和出現(xiàn)錯誤編碼時的糾錯功能。但開啟這兩個功能的同時也會使通訊速率增加一倍，這也在一定程度上降低了接收靈敏度（速率越高接收靈敏度越低）。同時使用不同的調(diào)制模式對距離也會產(chǎn)生影響，建議在調(diào)試過程中多進行相關(guān)的測試