LQI Zigbee: Analysieren und verbessern Sie den Zigbee Link Quality Indicator Ihrer Geräte

LQI Zigbee (Link Quality Indicator) ist ein wichtiges praktisches Kriterium, das bei der Verwendung von Drahtlostechnologien wie Zigbee zur Schaffung eines einfachen, kostengünstigen und flexiblen intelligenten Zuhauses zu berücksichtigen ist, da es die Verbindungsqualität und die Kommunikationsreichweite misst.

Was ist LQI Zigbee?

LQI Zigbee steht für Link Quality Indication und ist ein Indikator für die Verbindungsqualität unseres Zigbee-Geräts.

Dieser LQI ist ein Wert zwischen 0 und 255.

Wenn wir uns die Informationen auf der Zigbee2mqtt-Website ansehen, können wir sehen, dass ein maximaler LQI-Wert von 255 bedeutet, dass wir eine perfekte Verbindungsqualität mit einer Fehlerrate von Null haben.

Je niedriger diese Zahl ist, desto schlechter ist die Verbindungsqualität. Solange der Wert über 40 liegt, sollte er akzeptabel sein und unser Gerät normal funktionieren.

Lassen Sie uns mit einem einfachen Beispiel beginnen. Sie haben einen Zigbee-Hub für die Heimautomatisierung.

Und Sie haben ein Zigbee-Gerät gekauft und es an diesen Hub angeschlossen. Je nachdem, wo Sie dieses Zigbee-Gerät und Ihren Zigbee-Heimautomatisierungs-Hub platziert haben, können sie korrekt kommunizieren oder nicht.

In der Regel liegt diese direkte Reichweite in Innenräumen bei 10 bis 15 Metern.

Diese Spanne ist jedoch stets variabel und hängt von vielen Faktoren ab, wie z. B.:

• Entfernung.
• Hindernisse als Möbel.
• Haushaltsgeräte wie z. B. Mikrowellengeräte, die im gleichen Frequenzband Störungen aussenden.
• Wi-Fi-Router verwenden dieselbe Frequenz, 2,4 GHz, wie Zigbee.
• Hindernismaterial, z. B. Metall, kann das Signal stark abschwächen.
• Die Art und Dicke der Wände.
• Wind oder Regen, wenn Sie Zigbee-Geräte im Garten verwenden.

Dies sind die wichtigsten Kriterien, die die Kommunikationsentfernung eines Zigbee-Geräts beeinflussen können.

Wir müssen auch Interferenzen vermeiden, z. B. indem wir unseren Zigbee-USB-Dongle vom USB-Anschluss des Hausautomatisierungs-Hubs entfernen, der aufgrund eines deportierten USB-Kabels Störungen verursachen kann.

Wir haben ein interessantes Beispiel für Smlight-Dongles, die über Ethernet funktionieren und durch ein RJ45-Netzwerkkabel ermöglichen, dass der Dongle vom Router entfernt und nicht in der Nähe des Heimautomatisierungs-Hubs platziert werden kann.

Wie wird das LQI Zigbee überprüft?

Anhand dieser Informationen können wir sehen, wie sich die Verbindungsqualität für jedes Zigbee-Gerät entwickelt, natürlich nur, wenn unser Zigbee-Hausautomatisierungs-Hub dies zulässt.

Dies ist der Fall bei Jeedom und Home Assistant mit der Zigbee2mqtt-Plattform, die wir für diesen Inhalt testen werden.

Wenn wir z. B. einen Zigbee-Tür- und Fenstersensor in unsere Hausautomatisierungszentrale einbauen, wird jedes Mal, wenn wir die Tür öffnen oder schließen, der LQI aktualisiert, und wir haben somit einen Trend, um zu wissen, ob unser Sensor eine ausreichende Reichweite hat oder nicht.

Wie Sie sehen können, ist der LQI jedes Mal, wenn wir öffnen oder schließen, variabel, obwohl wir dazu neigen, einen Trend mit Werten im gleichen Bereich zu haben.

Und wenn wir diesen Sensor weiter weg bewegen, sehen wir einen niedrigeren LQI. Dies ist ein einfaches Beispiel für die direkte Kommunikation zwischen einem Zigbee-Gerät und unserer Hausautomatisierungszentrale.

Jetzt werden wir eine größere Konfiguration mit verschiedenen Zigbee-Geräten sehen. Es handelt sich um verschiedene Geräte, die an unterschiedlichen Orten installiert sind, und wir können einen LQI für jedes einzelne sehen.

Und wenn wir auf die Karte des Zigbee-Netzwerks zugreifen, können Sie sehen, dass es ein großes Spinnennetz zwischen verschiedenen Geräten unterschiedlicher Marken gibt, was ein sehr interessantes Detail ist, da es möglich ist, Marken zu kombinieren, die diese Zigbee-Technologie verwenden und alle miteinander kommunizieren können.

Der Stern ist der Zigbee-Koordinator, bei dem es sich in der Regel um unseren Zigbee-Dongle oder einen Hausautomatisierungs-Hub mit integriertem Zigbee-Chipsatz handelt. Die Geräte in Grün sind die „Endgeräte“, d. h. Geräte, die mit Batterien, Akkus oder einem Solarpanel betrieben werden.

Das Interessante an Zigbee ist, dass jedes Zigbee-Gerät, das an die Stromversorgung angeschlossen ist, das Signal wiederholen kann, mit Ausnahme eines Zigbee-Moduls ohne Nullleiter und anderer isolierter Fälle.

Ein Thermostat, ein Rollladenmodul, ein Lichtmodul, ein USB-Dongle, ein Stecker, eine Glühbirne sind einige der Geräte, die das Signal wiederholen können.

Und es gibt ein Gerät, das ich sehr interessant finde und das ich persönlich in dem Büro, in dem ich arbeite, benutze, um das Signal eines Zigbee-Knopfes zu wiederholen , um das elektrische Tor des Gebäudes zu öffnen und die Waren täglich zu empfangen.

Dies ist der Smlight Zigbee-Dongle.

Unabhängig vom Modell können diese Dongles als Koordinatoren verwendet werden, d.h. Sie können einen mit einem Hausautomatisierungs-Hub wie Home Assistant Green verwenden, um alle Zigbee-Geräte einzubeziehen und ihn zum Koordinator dieser Installation zu machen… aber Sie können sich auch entscheiden, zusätzliche Smlight-Dongles zu kaufen, um sie als Router zu verwenden, d.h. sie werden das Signal wiederholen, als ob sie andere Zigbee-Geräte wie Glühbirnen, Steckdosen und mehr wären.

Mit einer externen, drehbaren Antenne können Sie den Kommunikationsbereich mit Sicherheit mit besserer Leistung abdecken.

Daher können Sie diese Art von Produkt testen, aber natürlich kann auch jedes andere Zigbee-Gerät, das an das Stromnetz angeschlossen ist, als Repeater verwendet werden.

Und es ist erwähnenswert, dass es einige Kommentare von Nutzern gibt, die darauf hinweisen, dass einige Marken gute Nachbarn sind und andere nicht so gute Nachbarn. Das heißt, es kann einige Marken geben, die bei der Wiederholung des Signals nicht richtig helfen.

Daher empfehle ich Ihnen, sich vor dem Kauf über die Nutzererfahrungen mit bestimmten Marken und Produkten zu informieren, wenn Sie den Zigbee-Bereich verbessern möchten.

In dieser Karte, die wir sehen können, haben wir zum Beispiel ein Zigbee-Thermostat und zwei LQIs, 255 und 151.

255 ist die Qualität der Verbindung vom Koordinator zum Thermostat und 151 ist die Qualität der Verbindung vom Thermostat zum Koordinator. Wenn Sie ein Gerät an das Stromnetz angeschlossen haben, das ein Koordinator ist, haben Sie 2 LQI-Werte, da es sich um eine bidirektionale Kommunikation handelt.

Dieser Thermostat ist 1 m von der Hausautomatisierungszentrale entfernt und daher hat der Smlight-Dongle eine ausgezeichnete Verbindungsqualität mit diesem Thermostat, aber dieser Thermostat hat eine geringere Verbindungsqualität, obwohl sie immer noch einen hohen Wert hat.

Und wie Sie sehen können, haben wir Sensoren wie den Türsensor, der live mit dem Hausautomatisierungs-Hub mit exzellentem LQI Zigbee kommuniziert, aber andere Sensoren wie der Rauchsensor tun es durch ein Rollladenmodul, ebenfalls mit exzellentem LQI.

Wie können wir die Zigbee-LQI verbessern?

Als Erstes können wir prüfen, ob unser Zigbee-Gerät korrekt und zu 100 % kommuniziert. Mit anderen Worten, wenn wir die Tür 10 Mal öffnen und schließen, gibt es keinen Informationsverlust, und das ist bei jedem Gerät der Fall.

Wir können auf die Entitäten auf unserem Gerät zugreifen.

Und aktivieren Sie einen LQI-Verlauf, um den Trend zu überwachen und zu wissen, ob wir das Kommunikationssignal verstärken müssen oder nicht.

Wir haben zum Beispiel einen Zigbee-Bewegungssensor, der im Laufe der Zeit einen LQI zwischen 160 und 190 aufweist.

Es ist zu beachten, dass während der Nacht, wenn niemand im Büro ist, der LQI über längere Zeiträume gemeldet wird, da jedes batterie-, akku- oder solarbetriebene Gerät nur alle X Minuten aufwacht, um Informationen zu senden, wenn es keine plötzliche Veränderung gibt, wie z. B. eine erkannte Bewegung, eine sich öffnende oder schließende Tür, eine große Temperaturschwankung oder ein anderes Ereignis, das eine sofortige Meldung auslöst.

Während des Tages, wenn es Bewegungen im Büro gibt, führt jede Bewegung dazu, dass der LQI zu dieser Zeit gemeldet wird, so dass wir in dieser Hinsicht mehr Aktivität haben.

Wir haben ein Zigbee-Gerät in mittlerer Entfernung an die Stromversorgung angeschlossen und haben nun einen LQI dieses Sensors zwischen 248 und 255, was eine bemerkenswerte Verbesserung darstellt.

So können wir den LQI unseres Sensors verbessern, aber wir können auch diesen Sensor oder unseren Zigbee-Koordinator versetzen, wenn wir keine zusätzlichen Zigbee-Geräte kaufen wollen, die als Repeater fungieren können.

In einigen Fällen kann die Lösung auch darin bestehen, das Zigbee-Gerät per OTA zu aktualisieren, damit es das Kommunikationsmanagement verbessern kann.

Es ist erwähnenswert, dass diese LQI in verschiedenen Lösungen nicht sichtbar ist, so dass Sie in vielen anderen Hausautomations-Hubs als Home Assistant oder Jeedom mit Zigbee2Mqtt wahrscheinlich blind mit dieser Information sind.

Aber wie gesagt, auch wenn Sie die Daten nicht zur Hand haben, können Sie, wenn Sie sehen, dass ein Zigbee-Gerät Kommunikationsfehler hat, es in der Nähe des Hubs testen, um zu sehen, ob es ein Entfernungsproblem ist.

Und wenn nötig, können Sie Geräte kaufen, die an das Stromnetz angeschlossen werden, um dieses Signal zu verstärken.

Obwohl Sie natürlich sehr vorsichtig sein sollten, sollten Sie immer überprüfen, ob jedes Zigbee-Gerät, das Sie kaufen wollen, mit Ihrem Zigbee-Hub für die Heimautomatisierung kompatibel ist.

Kurz gesagt, diese Informationen können von großer Bedeutung sein, um Ihr Smart-Home-Projekt mit weniger Kommunikationsfehlern zu erstellen und somit die Kontrolle über Ihre Geräte von überall auf der Welt mit Ihrem Telefon zu haben und in der Lage zu sein, die Automatisierungen, die wir erstellt haben, korrekt auszuführen.