Comunicación RF de largo alcance

Después de jugar con Arduino y diferentes tipos de sensores para mi jardín, ahora estoy comenzando un nuevo proyecto para mi tiempo libre.

Quiero trabajar con comunicaciones de RF porque necesito un dispositivo de largo alcance para mi aplicación, aproximadamente a 2 km de distancia .

La idea es hacer solo una identificación de qué unidad es , como RFID de largo alcance pero sin RFID.

Me refiero a que algunos dispositivos / unidades se colocan en algún lugar, y después de un tiempo, alguien podría moverlos a otro lugar, por lo que quiero saber dónde están, solo leyendo la información enviada por ellos a través de RF. No me importa su posición real (GPS) porque voy a poder ver dónde están desde mi ventana superior. Solo quiero saber cuáles son.

1. Estoy leyendo acerca de 315/434 MHz, pero parece que no puede llegar a esta distancia sin un alto consumo de energía.

2. ¿Qué pasa con una frecuencia más baja (150 MHz)? Está por encima de la banda de frecuencia de la licencia para radios AM / FM.

   • Vivo en un pueblo: tengo mucho terreno para jugar con mis experimentos y una línea de visión de más de 2 km.

EDITAR:

La idea de @Hoppo es justo lo que estoy tratando de hacer. También me permite obtener "recolección de energía" porque la idea es que los transmisores funcionen con una batería pequeña.

Además, los transmisores deben ser lo suficientemente pequeños y sin antenas para no molestarlos y evitar que los perros jueguen con ellos.

En el lado del receptor, no importa si necesito una antena más grande o más potencia. Se conectará directamente a una PC o fuente de alimentación.

Además, como dice @Hoppo, solo quiero enviar un 'ping', un mensaje con un identificador y tal vez el nivel de batería, por lo que las velocidades de datos podrían ser inferiores a 9600bps.

Si puede ver los dispositivos, entonces solo podemos suponer una línea de visión, una distancia de 2 km a 433Mhz (70 cm) debería estar bien con una solución de muy baja potencia. Si no puede verlos, eso reduce drásticamente el rango de transmisión a 70 cm sin aumentar el consumo de energía. Al igual que con todas las comunicaciones por radio, puede tener mucha hambre. He creado proyectos similares con el arduino usando un transmisor radiometrix NTX2 a 434.650Mhz. Mi solución para ahorrar energía fue encender el transmisor, enviar un 'ping' de ubicación y luego apagar el transmisor nuevamente en lugar de transmitir constantemente. Fácilmente hecho con un arduino.

El artículo "Extreme Range Links: LoRa 868 / 915MHz SX1272 LoRa module for Arduino, Raspberry Pi and Intel Galileo" menciona una prueba de modulación de espectro extendido LoRa que envió datos de hasta 22 km (13,6 millas) de línea de visión, y más a 2 km (1.2 millas) en un entorno urbano que atraviesa edificios. La velocidad de datos aparentemente disminuye "a pocos bytes por segundo" en condiciones difíciles.

Los artículos "IBM, Cisco Back Semtech's LoRa Radio for IoT" y "Protocolo de IoT inalámbrico de largo alcance: LoRa" mencionan algunos otros protocolos de datos de largo alcance y baja velocidad.

Escuché que OpenRF e IBM LoRaWAN son implementaciones de código abierto de LoRa. Aparentemente, LoRa y OpenRF tienen una potencia tan baja que se espera que algunas implementaciones "operen durante varios años usando baterías de bajo costo".

En el espacio libre, la pérdida de ruta entre dos puntos se rige por lo que se llama una ecuación de Friis ( http://en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation ). Es cierto solo en el espacio libre, pero proporciona un buen punto de partida para estimar la pérdida de ruta real. También hay muchos modelos más precisos de diversa complejidad (modelo de dos rayos, etc.). En general, si está tratando de obtener la distancia máxima, la baja frecuencia es su amiga. Por supuesto, tiene un precio de antenas más grandes y velocidades de datos más bajas (que pueden no ser importantes para su aplicación). También desea montar antenas lo más alto posible sobre el suelo y obtener más antenas direccionales (por ejemplo, Yagi-Uda).