ข้อ จำกัด ความเร็วในการเซ็นเซอร์เคลื่อนไหว

หลังจากที่ฉันดูวิดีโอฉากการเชื่อมต่อในดวงดาวแห่งนี้ได้ใช้หลอดไฟและพัดลมฉันคิดว่า:

มีการ จำกัด ความเร็วด้วยเซ็นเซอร์ที่เคลื่อนที่เช่นการวัดล้อหมุนได้หรือไม่?

ฉันรู้ว่าโทรศัพท์สามารถพกพาข้อมูลบนทางหลวงและเครื่องบินสามารถสื่อสารกับ ATC ด้วยความเร็วสูงมาก ดังนั้นฉันจึงมุ่งเน้นไปที่โปรโตคอลเฉพาะ: บลูทู ธ LE

• เซ็นเซอร์ที่เคลื่อนที่เร็วมีผลกระทบต่อการวัดความเร็วที่ส่งผ่านหรือไม่
• ชิปเซ็ต IoT จะจัดการกับการเปลี่ยนแปลงระยะทางที่รวดเร็วได้อย่างไร

การสื่อสารที่เชื่อถือได้ระหว่างอุปกรณ์ดิจิตอลต้องการการประมวลผลสัญญาณในระดับหนึ่งเพื่อซิงโครไนซ์ข้อมูลและเวลา (นาฬิกา) การเพิ่มการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างตัวส่งและตัวรับสามารถทำให้ปัญหาซับซ้อนขึ้นได้ คุณอาจทราบว่าการเคลื่อนที่สัมพัทธ์สามารถบอกความถี่ของ Doppler ได้ สิ่งนี้จะมีผลกับจังหวะของบิตสตรีมด้วย

อุปกรณ์เช่นโทรศัพท์มือถือของคุณ (หรือแม้แต่ยานอวกาศ) มีการประมวลผลสัญญาณที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแบบไดนามิกประเภทนี้โดยทั่วไปสามารถรองรับเงื่อนไขแบบไดนามิกที่หลากหลาย แต่การประมวลผลสัญญาณเพิ่มเติมนี้ใช้พลังงานในการทำงาน

ฉันสงสัยว่าหากอุปกรณ์ Bluetooth LE (พลังงานต่ำ) ไม่สามารถปรับให้เข้ากับการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์เกินขีด จำกัด บางอย่างมันเป็นการตัดสินใจออกแบบที่ใส่ใจไม่รวมความสามารถในการปรับตัวแบบนั้น การใช้พลังงานอาจเป็นเหตุผลหนึ่งที่

นี่เป็นคำถามเกี่ยวกับฟิสิกส์พื้นฐาน ให้ทุกส่วนในเครือข่ายของคุณกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากัน (ให้หรือรับ) จากนั้นจะไม่มีผลกระทบใด ๆ จากการอยู่ในกรอบอ้างอิงที่เคลื่อนไหว (ในขณะที่เราทุกคนอยู่บนโลก)

สำหรับโพรโทคอลวิทยุระยะยาวมีความจำเป็นต้องบัญชีสำหรับความล่าช้าในการเดินทางรอบ (การซิงโครไนซ์การส่ง / รับ / การส่ง) และการเชื่อมโยงที่ปลายด้านหนึ่งของการเคลื่อนไหวจะมีผลทำให้การหน่วงเวลาไม่สมดุล ซึ่งหมายความว่าโปรโตคอลสถานีเคลื่อนที่จะต้องพิจารณาการออกแบบบางอย่างที่จะช่วยให้การจัดเรียงทางขวาของการรักษาวงยาม

สำหรับกรณีที่เฉพาะเจาะจงของ Bluetooth LE ช่วงอาจน้อยเกินไปสำหรับการส่งสัญญาณเมื่อมีการชดเชยความเร็วที่สำคัญ แม้แต่วัตถุที่หมุนอยู่ความเร็วก็อาจถูก จำกัด อย่างสมเหตุสมผลเมื่อเทียบกับบิตการหน่วงเวลา / การแพร่กระจายล่าช้า

คุณอาจได้รับคำตอบที่ละเอียด / เฉพาะเจาะจงมากขึ้นเกี่ยวกับ EE.SE แต่คุณอาจต้องเจาะจงเกี่ยวกับแอปพลิเคชันอีกเล็กน้อย

สำหรับล้อหมุนที่อยู่กับที่: เมื่อเสาอากาศติดตั้งร่วมกับแกนกลางของล้อ (สมมติว่าภายในเสาอากาศ BT แบบพับได้ถูกแทนที่ด้วยเสาอากาศสายตรง - แฮ็คธรรมดาทำเพื่อปรับปรุงความแรงของสัญญาณ BT) คุณสบายดี

สำหรับล้อที่เคลื่อนที่ได้เช่นเดียวกับรถที่เคลื่อนที่ตรงคุณจะต้องขนย้ายตัวรับสัญญาณควบคู่กับตัวส่ง นี่เป็นสาเหตุหลักเนื่องจากระยะทางที่ BT LE ดำเนินการ จำกัด เวลาที่มีประโยชน์อย่างมากในการส่งข้อมูล (อุปกรณ์ที่มีช่วงสูงถึง 200 เมตรได้ถูกแสดงให้เห็นแล้ว

หากล้อที่เคลื่อนที่ของคุณหมุนวนรอบตัวรับสัญญาณคุณจะกลับมาดีอีกครั้ง (อีกครั้งด้วยเสาอากาศที่ฮับ)

ทั้งหมดนี้เพื่อป้องกัน Doppler shift

ย่านความถี่ของ BT ห่างกันเพียง 2MHz (ช่อง 2: 2408MHz, ช่อง 3: 2410MHz, ... ) ดังนั้นเมื่อการเปลี่ยนความถี่มีขนาดใหญ่เกินไปคุณจะพบปัญหา ตัวส่งสัญญาณบนช่อง 3 ในรถยนต์ที่มีความเร็ว 200 กม. / ชม. (125 ไมล์ต่อชั่วโมง) จะปรากฏต่อผู้สังเกตการณ์ที่ไม่เคลื่อนที่เพื่อทำงานบนช่องสัญญาณ 4 (เมื่อเข้าใกล้เข้ามาได้มากขึ้น) หรือช่อง 2 (เมื่อเข้าใกล้) และการเปลี่ยนพิทช์ที่ดีในขณะที่มันซิปผ่านมา ตามที่กล่าวไว้โดย Jim, BT ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับสถานการณ์ดังกล่าว

นอกหัวข้อ แต่เกี่ยวข้อง: LTE ("4G") จะหยุดทำงานที่ 200km / h

แก้ไข:

ดังที่ John Deters ชี้ให้เห็นว่าขีด จำกัด 200km / h นั้นผิด ความจริงที่ว่าโทรศัพท์มือถือทำงานบนเครื่องบินที่เดินทางด้วยความเร็วสูงมากไม่ได้พิสูจน์ว่า LTE จะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ (พวกเขายังสามารถถอยกลับไปที่ 3G หรือ 2G และรถไฟโดยสารความเร็วสูงและเครื่องบินโดยสารในปัจจุบันติดตั้งสถานีฐาน LTE ของตนเอง )

อย่างไรก็ตาม LTE สามารถใช้งานได้ที่ความเร็วสูงกว่า 200km / h การทดสอบแสดงให้เห็นว่าการส่งมอบจะทำงานที่ความเร็วสูงถึง 500km / h (อาจมีการหยุดชะงักที่เห็นได้ชัด) และเอฟเฟกต์ Doppler สามารถชดเชยความเร็วสูงสุด 600 กม. / ชม. การทดสอบเหล่านี้มีความสูง 300 เมตรซึ่งทำให้การทดสอบ LTE ในรถไฟความเร็วสูงมากกว่าในเครื่องบินความเร็วสูง

ขีด จำกัด การออกแบบปัจจุบันขึ้นอยู่กับคลื่นความถี่ LTE ที่ใช้ 350km / h ควรทำงานในทุกย่านความถี่ในขณะที่ 500km / h เป็นไปได้สำหรับความถี่ที่เลือก

ประสิทธิภาพอาจลดลงอย่างมากหากมีโทรศัพท์มือถือจำนวนมากใช้ LTE ที่ความเร็วสูงภายในเซลล์เดียวกัน (เช่นผู้โดยสารทุกคนในรถไฟหรือเครื่องบินดังนั้นการใช้สถานีฐาน LTE / repeaters ที่เพิ่มขึ้นสำหรับรถไฟและเครื่องบิน)