Wi-Fi与zigbee如何避免互相干扰

2017-10-13 11:39:40来源:ZLG致远电子 热度:
个人热点竟然逼停了地铁,在愈加复杂的环境下,无线数据通讯干扰又该如何防范?
 
中国铁路于9月21日实施新的列车运行图,“复兴号”动车组将在京沪高铁率先实现350公里时速运营,我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。这代表了中国有轨交通的高速发展和实力,但你是否知道深圳地铁2号线与5号线曾经在行驶过程中却多次被中断运行?
 
 
图1  2.4Ghz信号干扰地铁运行
 
经过数次检排,地铁运营方称,初步断定故障为乘客便携式Wi-Fi无线路由器干扰地铁运行信号系统所致,二者无线数据传输频段均为2.4GHz。
 
这一系列急停事件,让公众聚焦国内信号通讯系统的安全风险。在当时,国内多个城市地铁线路使用着与深圳出事地铁线路一样的信号系统。
 
如北京、上海等多地的地铁中均运用了这种技术,但为何独在深圳爆发出问题?深圳地铁集团称,由于深圳无线城市建设走在国内前列,此类便携式3G无线路由器使用人数越来越多,干扰地铁运营信号首先出现在了深圳市。
 
当时专家分析认定深圳地铁信号系统产品存在缺陷,提出通过申请专用频段解决方案,而后全国地铁都有了专用频段通讯系统,例如沈阳地铁采用的800MHz频段TETRA数字集群调度系统。
 
 
图2  地铁无线通讯系统
 
这个案例虽说时间久远,是在Wi-Fi无线通讯技术刚兴起尚未充足发展的情况下,但也足以说明无线干扰问题的严重性。
 
目前无线通讯技术迅猛发展,尤其在2.4GHz公众免费频段,Wi-Fi、Bluetooth以及zigbee应用日益广泛。
 
 
图3  纵横交错的2.4GHz无线通讯
 
下面两张图分别是Wi-Fi和zigbee的频段分布。
 
 
图4  Wi-Fi工作频段分配
 
 
图5  zigbee工作频段分配
 
其中每个小频段便是我们常知的“信道”。
 
每个国家自己制定政策如何使用这些频段,不同国家对于公众频段2.4GHz的分频不尽相同,例如中国支持1-13个信道,欧洲支持1-13信道,美国支持1-11信道,日本支持1-14信道。
 
那么如此嘈杂的无线环境中如何避免信号间的干扰呢?我们今天以zigbee为例,简单学两招。
 
 
既然我们定义了多个信道,每个信道工作在不同的频点,那么我们在复杂环境下进行通道合理分配。在同一工作区域内的相邻网络,使用不同的信道,载波频率不同,进而避免了相互干扰导致通讯效率降低。
 
模块工作在不同的物理通道上,就可以直接实现将其它非同一网络中的节点信号拒之门外,两个网络互不干扰,物理实现划分网段的效果。
 
 
图6  zigbee直接屏蔽不同信道信号
 
可万一现场信号多,通道不方便设置呢?别怕,再学一招。
 
 
我们都知道zigbee协议使用了一个16位的个域网标志符来标识一个网络,即为PanID。所有节点PanID唯一,一个网络互相通信的节点,PanID必须相同,用来控制 zigbee路由器和终端节点要加入哪个网络。
 
由此亦可知,PanID是软件层面实现同一区域内网络间的隔绝,硬件底层是将所有通讯节点信号都进行了接收,可谓是“来者不拒”。
 
而后利用软件程序对接收的数据发送节点PanID进行处理,滤除非同一PanID节点发上来的数据,实则“关门打狗”,进而实现有效的数据接收。
 
 
图7  节点只与相同PanID节点通讯
 
上面这两点是我们在设计zigbee无线通讯时非常重要的配置参数,也是最有效的避免网络间互相干扰的方式。除了这两点外,用户想保证数据稳定性更高,则需要进一步在应用层实现数据协议定义,这就看各位大神的自由发挥喽。
 
ZLG致远电子基于NXP JN516x无线微控制器开发的一系列低功耗、高性能zigbee模块,提供界面化的配置工具,方便用户直接进行参数配置设置。
 
 
图8  ZLG致远电子zigbee配置工具
 
 
通常情况下,我们Wi-Fi路由器默认的信道是“6”或者是“自动”,这在单一的无线网络环境中可以正常使用,但如果处于多个无线网络的覆盖范围内,无线路由器都使用默认的信道“6”,肯定会产生冲突的,影响无线网络的性能。
 
所以,回去把你家里的Wi-Fi换个信道试试,也许上(kan)网(pian)更爽哦。

责任编辑:张奥迪

为您推荐

网通秘测Wi-Fi双模手机 夺运营商3G市场

据悉,网通希望能够利用这种方式,来进一步完善其宽带接入手段,当用户进入Wi-Fi网络时,可以利用多种方式,数据卡、手机等,从而进一步激活Wi-Fi的使用潜力。几乎是在同时,中移动相关人士也表示,中移动正在探讨Wi-Fi双模手机的商业模式。中移动希望这种双模手机能够为经常出国、但又为高昂的国际漫游费用苦恼的用户提供解决方案。两种方案虽然大相径庭,但出发点截然不同。从全球市场来看,Wi-Fi双模手机更多地成为固网运营商突围话音颓势的重要手段,比如英国电信早在去年年初推出Wi-Fi双模手机业务。秘测进行中有内部人士告诉记者,早在从去年上半年,网通就与相关设备厂商开始Wi-Fi双网切换的合作,原预计W

我国研发WiFi手机面世 可随时拨打VoIP电话

与早前应用于手机上的蓝牙技术不同,WiFi具有更大的覆盖范围和更高的传输速率,因此WiFi手机成为了目前移动通信业界的时尚潮流。由于WiFi的频段在世界范围内是无需运营执照的免费频段,因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用的,费用低廉且数据带宽极高的无线空中接口。这是有着巨大开发和利用价值的宽带应用领域。最新面世的IP手机创造性地将GSM、WLAN和VoIP三大技术有机地结合在一起,能够同时满足移动通话、无线上网和网络电话三大需求,不仅能够有效降低通话费用,而且体积小巧、自由便捷、功能强大,拥有出众的高性价比。据悉,派瑞天科无线技术(北京)有限公司已成功开发出拥有完全自主知识产权并满

诺基亚手机捆绑思科Wi-Fi技术 进军数字家庭

4月14日国际报道诺基亚公司本周四同思科旗下部门Linksys推出了一款名为“Gowirelessathome”(在家享受无线网络)的捆绑产品,该产品由诺基亚770互联网平板电脑以及Linksys高速无线路由器或网关组成。这款方便、安全的无线互联网捆绑产品为家庭用户提供了更大的自由度,方便他们使用诺基亚770互联网平板电脑以及Linksys最新无线解决方案,通过Wi-Fi访问互联网。诺基亚770互联网平板电脑可以通过Wi-Fi提供移动宽带接入,或者通过蓝牙技术连接任何兼容的移动设备。诺基亚770互联网平板电脑具有很高的分辨率,这使它成为除台式计算机和笔记本电脑之外最适合浏览网络内容的设备之一。

苹果iPhone“棋逢对手”,T-Mobile Wi-Fi新机振“翅”欲飞

在苹果iPhone的启发之下,T-Mobile日前推出了一款带Wi-Fi功能的手机。这款手机名为Wing,由中国台湾地区宏达电子开发,也是第一款采用微软WindowsMobile6操作系统的美国手机。 和即将上市的iPhone类似,Wing也采用相对较慢的GSM无线架构,而Wi-Fi技术则让它可以访问高速数据网络。 Wing采用了全滑出式键盘,是专为T-Mobile而开发的产品,售价为299美元并带有两年合同。T-Mobile表示,Wing还拥有更长电池使用时间、200万象素相机和蓝牙连接功能。 微软的WindowsMobil