稱重儀表系統中的無線傳輸

在目前的衡器行業內，在稱重儀表系統中，zui主要的無線傳輸有普通RF無線傳輸、Zigbee 無線傳輸、GSM/GPRS 無線傳輸等方式，它們都具有各自的優勢和劣勢。下面我們就具體來了解下這幾種無線傳輸模式。

普通RF無線傳輸
射頻即Radio Frequency，通常縮寫為RF。表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～30GHz 之間。射頻簡稱RF射頻就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小于1000 次的交流電稱為低頻電流，大于 10000 次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。在電磁波頻率低于 100khz 時，電磁波會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高于100khz 時，電磁波可以在空氣中傳播，并經大氣層外緣的電離層反射，形成遠距離傳輸能力，我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻，射頻技術在無線通信領域中被廣泛使用。

本文所說的普通RF無線傳輸，即指在國內常用的 433Mhz 頻段附近，采用透明傳輸方式進行的無線傳輸。目前有市場上已經有不少產品使用了普通RF無線傳輸方案，如吊鉤秤、無線大屏幕、無線秤臺等。上海耀華稱重系統也擁有XK-3190 DS3 無線儀表，可以通過普通 RF無線傳輸的方式，將數字傳感器組成的秤臺、無線數字稱重儀表、計算機、無線大屏幕結合一起進行無線組網通訊，滿足大部分客戶的需求。

普通RF無線傳輸的實現方式較為簡單，大多是通過GFSK 高斯頻移鍵控，在調制之前通過一個高斯低通濾波器來限制信號的頻譜寬度，再通過 FSK 頻移鍵控，利用載波的頻率變化進行數字調制，來傳遞數字信息。使用方法也比較簡單，一般都是通過選擇信道，及選擇配對的頻率，即可進行配對無線傳輸。

普通RF無線傳輸有以下特點：
a ）傳輸距離可以在空曠地帶、附近無同頻干擾源及較大干擾的情況下，傳輸距離可達一至兩千公里。基本可以滿足大部分客戶需求，但在建筑較為密集、電磁環境較惡劣的情況下無法滿足要求。
b ）使用方便，采用透明傳輸，但信息容易被竊取，需要額外做加密解密處理。
c ）使用國內常用的 433Mhz 免費頻段，不需額外申請，但該頻段使用者較為集中，再加上頻點較窄，較難做到防碰撞，且頻點漂移現象較為嚴重，在密集使用情況下串頻、誤碼率較高。
d ）系統價格低廉，后續維護費用低。

可見普通RF無線傳輸在適合在普通中等距離情況下及非密集使用場所下應用時，性價比較為突出。

Zigbee無線傳輸
Zigbee 無線傳輸也是一種 RF無線傳輸方式。
Zigbee 是基于 IEEE802.15.4 標準的低功耗個域網協議。根據這個協議規定的技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。

主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，Zigbee 就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。
Zigbee 采用 DSSS直接序列擴頻通信技術，用高速率的偽噪聲碼序列與信息碼序列模二加（波形相乘）后的復合碼序列去控制載波的相位而獲得直接序列擴頻信號，即將原來較高功率、較窄的頻率變成具有較寬頻的低功率頻率，以在無線通信領域獲得令人滿意的抗噪聲干擾性能。
Zigbee 的組網功能*，可以通過預先對各節點身份進行定義，運行后能自動組建網絡或尋找網絡，可建立星狀、樹狀、網狀網絡等復雜拓撲結構，并能自動尋找zui近的路徑進行數據傳輸。


Zigbee 與普通 RF無線傳輸方式相比，有以下特點：
a ）由于 Zigbee 采用2.4G 頻段，頻率較高穿透性能較差，傳輸距離較差，但Zigbee 具有進行自動組網功能，在使用密集的情況下可以自動尋找路徑將數據傳輸到目的節點。
b ）自動組網使用方便，且在節點變動時能自動調節，使用自有協議傳輸，具有加密功能，數據傳輸安全。
c ）使用2.4G 免費頻段，頻點相對433M 較寬，防碰撞機制較為*，使用穩定。
d ）系統價格較為低廉，后續維護費用低。
因此，Zigbee 無線傳輸方式適合在節點較為密集、結構較為復雜的環境下使用，如集貿市場、生產車間、倉庫等地方使用。

GSM/GPRS無線傳輸
GSM移動通信系統，俗稱通是世界上主要的蜂窩系統之一，主要承載語音業務和短信業務。
GPRS 通用分組無線業務，是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務。
所謂的分組交換就是將數據分裝成許多獨立的數據包進行傳輸，并且可以按照傳輸的數據流量計價（而非占線時間），可以同時處理語音業務（通話）和數據業務（下載數據），兩種業務互相獨立，互不影響。GPRS 是一種高速、的無線系統，我們可以通過GPRS 訪問互聯網。GPRS 具有“永遠在線”、“自如切換”、“高速傳輸”、“按需計費”等特點。
GSM/GPRS 可以在移動網絡覆蓋的地方進行連接，應此應用在稱重儀表上，可以達到超遠距離傳輸、控制的效果。
GSM無線傳輸應用在稱重儀表上，主要在短信收發的控制上，使用較為簡便。可以通過使用手機對連接有GSM/GPRS 模塊且安裝有效SIM 卡的稱重儀表發送短信，儀表接收到短信后進行分析處理，判斷是否為預置的有效命令，處理完畢后視情況回復相應的短信，達到遠程控制、監控的效果。 當稱重儀表數量較多，且需要組網使用時，GSM無線傳輸就比較難以完成，需要使用 GPRS無線傳輸。

每臺稱重儀表配有安裝有效SIM 卡的的GPRS DTU 模塊，同時需要一臺可以登錄互聯網，并且通過外網地址可以訪問到的計算機作為數據中心。將 GPRS DTU 模塊通過互聯網連接至數據中心，就可以通過 TCP/UDP協議，進行數據中心與 DTU間的通訊。雙方將接收到的數據包處理后返回，進行雙向通訊。數據中心可以和多個DTU同時進行通訊。 也可申請的APN ，這時 GPRS DTU 和數據中心只需要接入專網即可使用，不需要連接互聯網，此時專網和外網互相無法訪問，安全性更高。但是申請專網需要昂貴的費用，如果沒有特
殊要求，使用互聯網是一種性價比比較高的方案。
通過GPRS DTU 進行無線組網連接，實現稱重儀表的物聯網化，可以說是今后發展的一個趨勢。我們可以通過它對多個儀表同時進行超遠程監測、控制。雖然使用GPRS 進行稱重儀表數據無線傳輸面臨著使用較復雜、技術要求高以及資費較高的情況，但如果今后隨著技術的普及和GPRS，甚至3G資費的下降，使用 GPRS 甚至3G進行稱重儀表無線傳輸，必然會是很有競爭力的方案。