Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
Отладка кода вдвое сложнее, чем его написание. Так что если вы пишете код настолько умно, насколько можете, то вы по определению недостаточно сообразительны, чтобы его отлаживать.
Brian W. Kernighan.
Русский | Українська



На правах рекламы:



Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Статьи :: Проверка дальности связи Zigbee-модулей Maxstream в условиях городской квартиры

Проверка дальности связи Zigbee-модулей Maxstream в условиях городской квартиры

В журнале «Новости электроники» (№8, 2005 г. и №2, 2006 г.) уже появлялись материалы о сетях беспроводной связи стандарта ZigBee и модулях компании MaxStream для постороения таких сетей. Напомним, что ZigBee — идеальный стандарт для построения локальных беспроводных сетей на производстве, а также для создания «умного дома».

Инженеры компании «КОМПЭЛ» провели полевые испытания модулей ХВее™ и XBee-PRO™. Публикуемые результаты испытаний помогут должным образом спланировать применение этого оборудования.

Технология ZigBee позиционируется как инструмент для построения разных систем «умного дома»: управление освещением, кондиционированием-обогревом, охранными датчиками и бытовыми приборами. Целью эксперимента являлась оценка дальности связи и максимальной скорости передачи данных для модулей стандарта 802.15.4 в условиях реальной квартиры городского многоэтажного дома серии П44Т. Для

тестирования использовался отладочный комплект «ХВее™/ХВее-PRO™ OEM Development Kit», который включает в себя CD с программным обеспечением, 5 модулей ХВее™ и XBee-PRO™, антенны и все необходимые переходники (рис. 1). В качестве трансиверов в модулях ХВее применяются микросхемы Freescale МС13193.

Схема помещения приведена на рис. 2. Жирными черными линия-

ми выделены железобетонные стены. Красными кружками на схеме обозначены места расположения переносного модуля. Стационарный USB-модуль подключался к ПК и располагался в точке обозначенной «База». Модуль располагался на столе на высоте 75 см, на расстоянии не менее 50 см от ближайших стен.

Суть теста сводилась к следующему: базовый модуль непрерывно передавал пакеты, которые принимались переносным модулем и тут же отправлялись обратно. На переносном модуле была установлена заглушка (Loop-Back Adaptor), которая просто соединяла вход и выход UART удаленного модуля. Оценка качества связи проводилась с использованием программы X-CTU, которая позволяет оценить уровень принимаемого сигнала и показывает процент потерянных пакетов для модуля, подключенного к ПК. Программа также позволяет программировать параметры модуля и устанавливать размер тестовых передаваемых пакетов. Окно программы X-CTU показано на рисунке 3. Подготовка модулей к работе занимает не более пяти минут — модули не требуют никакой настройки и сразу готовы работать в режиме «прозрачного» удлинителя RS-232.

Тесты проводились с использованием модулей ХВее (1 мВт) и XBee-PRO (60 мВт). Использовались 3 типа антенн: антенна с усилением 2,1 дБ на выносном кабеле (Ант-1); четвертьволновая антенна (Ант-2); чип-антенна (Ант-3). Для эксперимента использовались параметры передачи, установленные в программе по умолчанию — скорость передачи данных 9600 бод, длина пакета — 32 бит.

Проверка дальности связи Zigbee-модулей Maxstream
Проверка дальности связи Zigbee-модулей Maxstream
Проверка дальности связи Zigbee-модулей Maxstream

Результаты измерения уровней сигнала для различных точек расположения переносного модуля приведены в таблице 1.

При слабом уровне сигнала (ниже -85 дБ) сильное влияние на количество ошибок оказывает взаимоположение модулей и окружающих предметов. Простое смещение модуля на 2-3 сантиметра приводит к увеличению количества потерянных пакетов с 20% до 90%! Перемещение людей также приводит к значительному изменению качества связи. Это объясняется тем, что в точке приема сходятся сигналы, отраженные от множества окружающих предметов (многолучевой прием). При этом в зависимости от взаиморасположения окружающих предметов сигналы в точке приема могут как усиливаться, так и ослабляться. Сильное влияние отраженных сигналов подчеркивает и следующее наблюдение: при приеме на грани чувствительности (при нахождении удаленного модуля в точке 1 или 2) открытие или закрытие двери 2 кардинально меняет ситуацию. При открытой двери

теряется 100% пакетов (нет связи), при закрытой ситуация кардинально улучшается и потери составляют лишь 20 %. В этой ситуации дверь, расположенная в стороне от трассы распространения основного луча, играет роль рефлектора (зеркала).

В экспериментах также проверялась предельная скорость передачи информации. Устойчивая связь на скорости 115 кБод была достигнута с модулем ХВее, расположенным в одной комнате с базой (прямая видимость, 5 м) и с модулем XBee-PRO, расположенным в точке 5.

На открытом пространстве следует ожидать радикально больших значений дальности связи. При полевых испытаниях ZigBee модулей Freescale, построенных на таких же трансиверах МС13192, были достигнуты значения предельной дальности в 700 и более метров (рис. 4, [1]).

Молодая компания MetaGeek (Айдахо, США) выпустила самый маленький в мире и недорогой анализатор спектра. WiSpy по размерам не больше, чем USB-устройство хранения данных, с массой всего 8,5 г. и стоимостью менее 100 долларов, что в 40 раз меньше, чем ближайший конкурент. Анализатор спектра может найти свободные от шума участки спектра в диапазоне частот от 2,4 до 2,485 ГГц и решить проблемы, связанные с беспроводными телефонами, устройствами Bluetooth и ZigBee, сетями 802.11b/g и другими беспроводными системами, которые используют этот диапазон частот. Анализатор со встроенной антенной и триггером подключается к порту USB 1.1 или 2.0 управляющего компьютера с платформами Windows, Linux, или Mac и сканирует весь рабочий диапазон частот за 96 мс с разрешением 1 МГц и 1 дБм. Программное обеспечение для управления и отображения поставляется в комплекте с анализатором и обеспечивает спектральное отображение измеренных данных в различных координатах (амплитуда, частота, время). К другим возможностям устройства относятся анализ среднего, максимального и текущего уровня сигнала; частотные и амплитудные маркеры; просмотр амплитуды Wi-Fi каналов; запись и воспроизведение; копирование и распечатка измеренных данных.