Comunicação RF de longo alcance

Depois de brincar com o Arduino e com diferentes tipos de sensores para o meu jardim, agora estou iniciando um novo projeto para o meu tempo livre.

Quero trabalhar com comunicações de RF porque preciso de um dispositivo de longo alcance para minha aplicação, a cerca de 2 km de distância .

A idéia é fazer apenas uma identificação de qual unidade é , como um RFID de longo alcance, mas sem RFID.

Quero dizer que alguns dispositivos / unidades são colocados em algum lugar e, depois de um tempo, alguém pode movê-los para outro lugar, então eu quero saber onde eles estão, apenas lendo as informações enviadas por eles via RF. Eu não me importo com a posição real deles (GPS) porque vou poder vê-los de onde eles estão na minha janela superior. Eu só quero saber quais deles são.

1. Estou lendo cerca de 315/434 MHz, mas parece que não é possível obter essa distância sem um alto consumo de energia.

2. Que tal uma frequência mais baixa (150 MHz)? Está acima da faixa de frequência da licença para rádios AM / FM.

   • Eu moro em uma vila - tenho muito terreno para brincar com meus experimentos e uma linha de visão acima de 2 km.

EDITAR:

A ideia do @Hoppo é exatamente o que estou tentando fazer. Também me permite obter "captação de energia" porque a ideia é que os transmissores usem uma bateria pequena.

Além disso, os transmissores devem ser pequenos o suficiente e sem antenas para não incomodar e evitar que os cães brinquem com eles.

No lado do receptor, não importa se preciso de uma antena maior ou de mais potência. Ele será conectado diretamente a um PC ou fonte de energia.

Além disso, como a @Hoppo diz, eu só quero enviar um 'ping', uma mensagem com um identificador e talvez o nível da bateria, para que as taxas de dados possam ser inferiores a 9600bps.

Se você conseguir ver os dispositivos, só podemos assumir a linha de visão, uma distância de 2 km a 433Mhz (70cm) deve ficar bem com uma solução de baixa potência. Se você não pode vê-los, isso reduz drasticamente o alcance da transmissão em 70 cm sem aumentar o consumo de energia. Como em toda comunicação via rádio, pode consumir muita energia. Criei projetos semelhantes com o arduino usando um transmissor radiometrix NTX2 a 434.650Mhz. Minha solução para economizar energia foi ligar o transmissor, enviar um local 'ping' e depois desligá-lo novamente, em vez de transmitir constantemente. Facilmente feito com um arduino.

O artigo "Links de alcance extremo: módulo LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa para Arduino, Raspberry Pi e Intel Galileo" menciona um teste de modulação de espectro de espalhamento LoRa que enviou dados até 22 km (13,6 milhas) de linha de visão e até a 2 km (1,2 milhas) em um ambiente urbano passando por edifícios. A taxa de dados aparentemente diminui "para alguns bytes por segundo" em condições difíceis.

Os artigos "IBM, LoRa Radio da Cisco Back Semtech para IoT" e "Protocolo IoT sem fio de longo alcance: LoRa" mencionam alguns outros protocolos de dados de longo alcance e baixa taxa.

Ouvi dizer que o OpenRF e o IBM LoRaWAN são implementações de código aberto do LoRa. Aparentemente, LoRa e OpenRF têm uma potência tão baixa que algumas implementações devem "operar por vários anos usando baterias baratas de prateleira".

No espaço livre, a perda de caminho entre dois pontos é governada pelo que é chamado de equação de Friis ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ). É verdade apenas no espaço livre, mas fornece um bom ponto de partida para estimar a perda real do caminho. Também existem muitos modelos mais precisos de várias complexidades (modelo de dois raios, etc.). Geralmente, se você está tentando obter a distância máxima, a baixa frequência é sua amiga. Obviamente, tem um preço de antenas maiores e taxas de dados mais baixas (o que pode não ser importante para a sua aplicação). Você também deseja montar antenas o mais alto possível e obter antenas direcionais (por exemplo, Yagi-Uda).