LQI Zigbee: Analyser og forbedr dine enheders Zigbee Link Quality Indicator

LQI Zigbee (Link Quality Indicator) er et vigtigt praktisk kriterium, der skal overvejes, når man bruger trådløse teknologier som Zigbee til at skabe et enkelt, omkostningseffektivt og fleksibelt smart home, da det måler forbindelseskvalitet og kommunikationsrækkevidde.

Hvad er LQI Zigbee?

LQI Zigbee står for Link Quality Indication og er en indikator for link-kvalitet på vores Zigbee-enhed.

Denne LQI er en værdi mellem 0 og 255.

Hvis vi ser på oplysningerne på Zigbee2mqtt-webstedet, kan vi se, at en maksimal LQI-værdi på 255 betyder, at vi har perfekt linkkvalitet med nul fejlrate.

Og når dette tal falder, jo dårligere er linkkvaliteten, og så længe vi har en værdi over 40, burde det være acceptabelt, og vores enhed burde fungere normalt.

Lad os starte med et simpelt eksempel. Du har en Zigbee-hjemmeautomatiseringshub.

Og du har købt en Zigbee-enhed og sluttet den til denne hub. Afhængigt af hvor du har placeret denne Zigbee-enhed og din Zigbee-hjemmeautomationshub, vil de kunne kommunikere korrekt eller ej.

Generelt er denne direkte rækkevidde normalt indendørs, 10 til 15 meter.

Men dette interval er altid variabelt og afhænger af mange faktorer som f.eks:

• Afstand.
• Forhindringer som møbler.
• Husholdningsapparater som f.eks. en mikrobølgeovn, der udsender interferens i samme bånd.
• Wi-Fi-routere bruger samme frekvens, 2,4 GHz, som Zigbee.
• Forhindrende materiale, f.eks. metal, kan dæmpe signalet kraftigt.
• Væggenes type og tykkelse.
• Vind eller regn, hvis du bruger Zigbee-enheder i haven.

Det er de vigtigste kriterier, der kan påvirke kommunikationsafstanden for en Zigbee-enhed.

Vi skal også undgå interferens, f.eks. ved at flytte vores Zigbee USB-dongle væk fra USB-porten på hjemmeautomatiseringshubben, som kan forårsage interferens på grund af et deporteret USB-kabel.

Vi har et interessant eksempel på Smlight-dongler, der fungerer via Ethernet, og som ved hjælp af et RJ45-netværkskabel gør det muligt at flytte donglen væk fra routeren og ikke i nærheden af hjemmeautomatiseringshubben.

Hvordan verificerer man LQI Zigbee?

På baggrund af disse oplysninger kan vi se, hvordan tendensen er for link-kvaliteten for hver Zigbee-enhed, selvfølgelig hvis vores Zigbee-hjemmeautomatiseringshub tillader det.

Det er tilfældet med Jeedom og Home Assistant med Zigbee2mqtt-platformen, som vi skal teste for dette indhold.

Hvis vi for eksempel inkluderer en Zigbee-dør- og vinduessensor i vores hjemmeautomatiseringshub, opdateres LQI nu, hver gang vi åbner eller lukker døren, og derfor har vi en tendens til at vide, om vores sensor har tilstrækkelig rækkevidde eller ej.

Som du kan se, varierer LQI, hver gang vi åbner eller lukker, selv om vi har en tendens til at have værdier inden for samme område.

Og hvis vi flytter denne sensor længere væk, kan vi se en lavere LQI. Dette er et simpelt eksempel på direkte kommunikation mellem en Zigbee-enhed og vores hjemmeautomatiseringshub.

Nu skal vi se en større konfiguration med forskellige Zigbee-enheder. Det er forskellige enheder, der er installeret forskellige steder, og vi kan se en LQI for hver af dem.

Og hvis vi går ind på Zigbee-netværkskortet, er der, som du kan se, et stort edderkoppespind mellem forskellige enheder fra forskellige mærker, hvilket er en meget interessant detalje, at man kan kombinere mærker, der bruger denne Zigbee-teknologi, og at de alle kan kommunikere sammen.

Enhederne i blåt er dem, der kan gentage signalet og kaldes koordinatorer, idet de er enheder, der er tilsluttet strømmen, og stjernen er Zigbee-koordinatoren, som normalt er vores Zigbee-dongle eller en hjemmeautomatiseringshub, der integrerer et Zigbee-chipsæt internt, og enhederne i grønt er “slutenhederne”, dvs. enheder, der drives af batteri, batterier eller et solpanel.

Det interessante ved Zigbee er, at enhver Zigbee-enhed, der er tilsluttet strøm, kan gentage signalet, med undtagelse af et Zigbee-modul uden en neutral og andre isolerede tilfælde.

Så en termostat, et lukkermodul, et lysmodul, en USB-dongle, et stik, en pære er nogle af de enheder, der kan gentage signalet.

Og der er en enhed, som jeg synes er meget interessant, og som jeg personligt bruger på det kontor, hvor jeg arbejder, til at gentage signalet fra en Zigbee-knap for at åbne den elektriske port til bygningen for at modtage varerne på daglig basis.

Dette er Smlight Zigbee-donglen.

Uanset modellen kan disse dongles bruges som koordinatorer, dvs. du kan bruge en med en hjemmeautomatiseringshub som Home Assistant Green til at inkludere alle Zigbee-enheder og gøre den til koordinator for denne installation … men du kan også beslutte at købe yderligere Smlight-dongles for at bruge dem som routere, dvs. de vil gentage signalet, som om de var andre Zigbee-enheder som lyspærer, stikkontakter og meget mere.

Ved at have en ekstern, roterende antenne vil du helt sikkert kunne dække kommunikationsområdet med bedre ydeevne.

Derfor kan du evaluere denne type produkt, men selvfølgelig kan enhver anden Zigbee-enhed, der er tilsluttet lysnettet, bruges som repeater.

Og det er værd at bemærke, at der er nogle brugererfaringer, der indikerer, at nogle mærker er gode naboer og andre ikke så gode naboer. Det vil sige, at der kan være nogle mærker, der ikke hjælper korrekt med at gentage signalet.

Så jeg anbefaler, at du tjekker brugernes erfaringer med nogle specifikke mærker og produkter, før du køber dem, hvis du vil forbedre dit Zigbee-område.

I dette kort, som vi kan se, har vi for eksempel en Zigbee-termostat og to LQI’er, 255 og 151.

255 er kvaliteten af forbindelsen fra koordinatoren til termostaten, og 151 er kvaliteten af forbindelsen fra termostaten til koordinatoren. Når du har en enhed, der er tilsluttet strømmen, og som er en koordinator, vil du have 2 LQI-værdier, da det er en tovejskommunikation.

Denne termostat er 1 m væk fra hjemmeautomatiseringshubben, og derfor har Smlight-donglen en fremragende forbindelseskvalitet med denne termostat, men denne termostat har en lavere forbindelseskvalitet, selvom den stadig har en høj værdi.

Og som du kan se, har vi sensorer som dørsensoren, der kommunikerer live med hjemmeautomatiseringshubben med fremragende LQI Zigbee, men andre sensorer som røgsensoren gør det gennem et lukkermodul, også med fremragende LQI.

Hvordan kan vi forbedre Zigbee LQI?

Det første, vi kan gøre, er at tjekke, om vores Zigbee-enhed kommunikerer korrekt og 100 % af tiden. Med andre ord, hvis vi åbner og lukker døren 10 gange, er der ikke noget tab af information, og det gælder for alle enheder.

Vi kan få adgang til enhederne på vores enhed.

Og aktivere en LQI-historik for at overvåge tendensen og vide, om vi skal forstærke kommunikationssignalet eller ej.

Vi har for eksempel en Zigbee-bevægelsessensor, som typisk har en LQI på mellem 160 og 190 over tid.

Det skal bemærkes, at om natten, når der ikke er nogen på kontoret, rapporteres LQI over længere perioder, da enhver batteri- eller solcelledrevet enhed kun vil vågne op hvert X. minut for at sende oplysninger, hvis der ikke sker en pludselig ændring som f.eks. en registreret bevægelse, en dør, der åbnes eller lukkes, en stor temperaturvariation eller en anden begivenhed, der giver en øjeblikkelig rapport.

I løbet af dagen, når der er bevægelser på kontoret, medfører hver bevægelse, at LQI rapporteres på dette tidspunkt, så vi har mere aktivitet i denne henseende.

Vi har tilsluttet en Zigbee-enhed til strømmen på mellemlang afstand, og nu har vi en LQI for denne sensor på mellem 248 og 255, hvilket er en bemærkelsesværdig forbedring.

Sådan kan vi forbedre vores sensors LQI, men vi kan også flytte denne sensor eller vores Zigbee-koordinator, hvis vi ikke ønsker at købe yderligere Zigbee-enheder, der kan fungere som repeatere.

I nogle tilfælde kan løsningen måske også være at opgradere Zigbee-enheden via OTA, så den kan forbedre kommunikationsstyringen.

Det er værd at bemærke, at denne LQI ikke er synlig i forskellige løsninger, så i mange andre hjemmeautomatiseringshubs end Home Assistant eller Jeedom med Zigbee2Mqtt vil du sandsynligvis være blind for denne information.

Men som jeg nævnte, selv om du ikke har dataene i hånden, kan du, hvis du ser, at en Zigbee-enhed har kommunikationsfejl, teste den i nærheden af hubben for at se, om det er et afstandsproblem.

Og hvis det er nødvendigt, kan du købe enheder, der er tilsluttet lysnettet, for at forstærke dette signal.

Selvom du selvfølgelig skal være meget forsigtig, bør du altid kontrollere, at hver Zigbee-enhed, du vil købe, er kompatibel med din Zigbee-hjemmeautomatiseringshub.

Kort sagt kan disse oplysninger være af stor relevans for at skabe dit smart home-projekt med færre kommunikationsfejl og derfor have kontrol over dine enheder overalt i verden med din telefon og være i stand til at udføre de automatiseringer, vi har skabt, korrekt.