Дальность связи по протоколу Z-Wave ограничена множеством факторов, в числе которых расстояние между устройствами, наличие препятствий для распространения сигнала и посторонние шумы в канале связи. В этой статье мы дадим дополнительную информацию об условиях, влияющих на дальность сигнала и дадим практические советы об увеличении этого диапазона.
Во первых, на дальность сигнала влияют физические параметры устройства, такие как:
- Мощность радиосигнала.
Этот параметр жестко ограничен российским законодательством и определяется производителем платы Z-Wave. - Чувствительность приемника сигнала.
Этот параметр определяется производителем платы Z-Wave и обратно пропорционален мощности сигнала. - Длина и расположение антенны.
Длина антенны должна учитывать длину волны радиосигнала и ее изменение неприемлемо. - Серия используемого чипсета.
Использование современных Z-Wave чипов позволяет значительно повысить параметры сигнала.
Все эти параметры учтены и оптимизированы в нашей продукции. Уверенный приём сигнала между двумя Z-Wave устройствами компании ELTEX составляет ~115..150 метров в прямой видимости и чистом эфире. Однако при бытовом использовании в помещении дальность может быть значительно уменьшена из-за заметного влияния следующих параметров:
Материал и эффективная толщина препятствий. Основной предмет расчета при проектировании. Учитываются все препятствия на пути сигнала от одного модуля к другому, их толщина на этом пути и материал изготовления. Для подсчета существует оценочная таблица по потерям мощности радиосигнала:
Материал | Толщина, см | Ослабление сигнала |
Стекло | 0.7 | 10% |
Гипсокартон | 10 | 30% |
Дерево | 8 | 30% |
Камень | 27 | 70% |
Бетон | 10 | 70% |
Бетон | 20 | 90% |
Бетон армированный | 12 | 95% |
Бетон | 30 | 98% |
Стоит добавить, что линии прохождения радиосигнала между модулями изображаются прямыми. То есть, при прохождении радиосигнала через бетонную стену толщиной 10 см под углом 45° эффективная толщина бетона будет равна 10 см × 1.41 = 14 см.
Значительное влияние на распространение сигнала оказывают также отражение и интерференция. Оба параметра практически непредсказуемы: отражение в большей степени, интерференция — в меньшей.
- Отражение
Все поверхности в помещении в той или иной мере отражают радиоволны. Отражение может помочь получить стабильную связь с удаленной зоной, а может помешать этому, если наложится на прямую волну и создаст высокий уровень шума. К сожалению, предсказать поведение отраженных радиоволн заранее невозможно.
- Интерференция
Частота для работы Z-Wave выбрана в соответствии с классификатором Международного союза электросвязи из диапазона ISM (Industrial/Medical/Scientific, промышленные/медицинские/исследовательские устройства). Правила работы на этой частоте предполагают, в частности, что устройство Z-Wave не должно мешать другим устройствам работать на своей частоте и будет принимать все чужие сообщения, даже если это грозит выходом модуля Z-Wave из строя. Понятно, что это сделано для защиты ответственных устройств сектора ISM, которые могут работать рядом с сетью Z-Wave. Такая логика работы ставит модуль Z-Wave в уязвимое положение перед многими бытовыми устройствами, которые могут вызывать интерференцию и производители которых не слишком серьезно относятся к требованиям регуляторов.
Все перечисленные факторы могут выражаться в появлении «тени» («shadow») — области с локально низким уровнем сигнала недостаточным для радиообмена.
Признаки интерференции:
- Нестабильная связь, ошибки отправки команд/сообщений
- Уменьшенный радиус работы
- Устройства стабильно отправляют команды только через ближние модули (не дальше пары метров)
Как устранить интерференцию:
- Попробуйте обнаружить устройство, из-за которого появляется интерференция и изменить номер канала на нём (не забудьте, что эта настройка меняется как на источнике, так и на приемнике сигнала).
- Самое очевидное и простое, но не всегда доступное решение: убрать устройство подальше от Z-Wave модулей. Даже небольшое увеличение расстояния может сработать.
- Усилить Z-Wave сеть добавлением дополнительного промежуточного узла - устройства с постоянным питанием, чтобы снизить эффект наложения постороннего сигнала.
Z-Wave — это ячеистая сеть (mesh network), где каждый узел знает окружающие его узлы и может направлять через них пакеты. Использование маршрутизации позволяет успешно преодолевать препятствия между узлами, не позволяющие им общаться напрямую. Однако перестановки мебели и другие изменения в обстановке, а также выход из строя одного узла могут привести к появлению нерабочих маршрутов. Контроллеры ELTEX умеют автоматически обновлять маршруты при обнаружении проблем топологии. Также, ROUTING_SLAVE устройства с постоянным питанием могут выступать в качестве ретранслятора сигнала от контроллера. Такими устройствами являются все, постоянно питающиеся от 220/230 Вольт.
Практические советы инженеру Z-Wave сети:
|
|---|