ZM32深度解析-25層穿樓實(shí)測大揭密

想直接看測試結(jié)論以及學(xué)習(xí)現(xiàn)場實(shí)測經(jīng)驗(yàn)建議的朋友，可以直接跳轉(zhuǎn)到1.3 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，查看詳細(xì)的測試總結(jié)。

一、測試工具及環(huán)境介紹

1.         測試工具介紹

本次測試我們使用的測試工具是立功科技無線信號分析儀的工程樣機(jī)（圖1），可以測試ZigBee和LoRa的信號覆蓋情況，分析儀需要配合手機(jī)APP使用（圖2）。

圖1  ZM32測試工具

圖2  無線分析儀APP

在測試開始前我們需要先對測試工具上的ZM32模塊進(jìn)行配置，通過APP連接測試工具即可開始配置，（圖3）。

圖 3  配置協(xié)調(diào)器和路由

無線分析儀目前還處于工程樣機(jī)階段，正式版本預(yù)計(jì)將在今年年底發(fā)布。昨天留言評論送的是ZM32模塊的標(biāo)準(zhǔn)評估套件（圖4），詳細(xì)的使用手冊可以前往致遠(yuǎn)電子官網(wǎng)，ZM32系列ZigBee模塊產(chǎn)品頁下載。

圖 4  ZM32評估套件

2. 測試環(huán)境介紹

我們挑選了一棟30層高的公寓樓，由于1~6層是商鋪，人流量比較大，所以我們從第6樓開始測試。

圖5  大樓外觀

從下面樓層的平面圖可以看出，我們在樓層中間測試時(shí)，整個(gè)環(huán)境非常的封閉，沒有門窗可以繞射，只能從樓板中間硬核穿透。

圖6  樓層平面圖

二、實(shí)測過程

1. 極限穿樓層測試

測試所采用的全向棒狀天線最優(yōu)輻射方向如圖7所示，我們希望在豎直方向上能有更強(qiáng)的信號，所以把天線水平放置。本次測試使用的是5dBi增益的棒狀天線、模塊發(fā)射功率是19dBm，在天線的最優(yōu)輻射方向進(jìn)行測試，有利于信號的傳輸。

圖 7  天線輻射方向

將協(xié)調(diào)器設(shè)備在6樓的圖6所示位置布置好后，無線分析儀APP里顯示當(dāng)前的信號強(qiáng)度大約為-10dBm，丟包率為0%。我們帶著路由設(shè)備往樓上走，一邊走一邊觀察APP里信號強(qiáng)度變化情況。

l  7樓

信號強(qiáng)度約為-31dBm，較上一樓衰減了21dBm，丟包率為0%，信號質(zhì)量優(yōu)。

l  8樓

信號強(qiáng)度約為-42dBm，較上一樓衰減了11dBm，丟包率為0%，信號質(zhì)量優(yōu)。

l  9樓

信號強(qiáng)度約為-66dBm，較上一樓衰減了24dBm，丟包率為0%，信號質(zhì)量優(yōu)。

l  10樓

信號強(qiáng)度約為-78dBm，較上一樓衰減了12dBm，丟包率為0%，信號質(zhì)量中。

l  11樓

到了第11層，設(shè)備只能偶爾通信成功，丟包率超過了50%，由此可以判斷在當(dāng)前環(huán)境下，ZM32模塊可以穿透4層樓。

2.  增加路由節(jié)點(diǎn)

基于上述結(jié)論，我們可以開始按照每4層樓布置一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)往上擴(kuò)展信號。每一層的路由設(shè)備天線都水平于地面放置，需要注意的是，天線盡量遠(yuǎn)離墻壁、地面等遮擋物。

3. 頂樓信號情況

我們在10、14、18、22、26樓布置了5個(gè)路由設(shè)備，來到頂樓，信號強(qiáng)度約為-66dBm，丟包率1.18%，可能由于樓層中有Wi-Fi信號的干擾造成的丟包，信號質(zhì)量優(yōu)。

按照這樣的效果，ZM32最高可支持15層路由的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，理論上最高可以實(shí)現(xiàn)從1樓到60樓的ZigBee通信。

三、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

1. 本次測試的公寓樓相對密閉，很難通過反射和繞射進(jìn)行信號傳輸，用戶實(shí)際使用中如果環(huán)境沒有如此苛刻，通信效果可能會更好；

2. 設(shè)備安裝時(shí)，應(yīng)盡量避免天線靠近墻壁、地面等遮擋物，我們實(shí)測過，可能會使信號惡化至少10dB；

3.  如果想要信號更強(qiáng)，在不增加發(fā)射功率的情況下，可以選用高增益定向天線，可以增加鏈路預(yù)算，天線的基本選型可以參考文章《讓你的數(shù)據(jù)傳得更遠(yuǎn)：如何正確選用天線》及《【續(xù)集】讓你的數(shù)據(jù)傳得更遠(yuǎn)：如何正確選用天線（參數(shù)篇）》；

4.  如果天線只能放置在產(chǎn)品內(nèi)部，應(yīng)咨詢專業(yè)的天線廠家，定制適配的天線，減少損耗，優(yōu)化通信效果。

5.       本次測試選用的是11信道，能夠一定程度上減少Wi-Fi的干擾。ZigBee建議優(yōu)選信道是11、15、20、25。