LQI Zigbee: Analyser og forbedre Zigbee Link Quality Indicator for enhetene dine

LQI Zigbee (Link Quality Indicator) er et viktig praktisk kriterium å ta hensyn til når man bruker trådløse teknologier som Zigbee for å skape et enkelt, kostnadseffektivt og fleksibelt smarthus, ettersom det måler koblingskvalitet og kommunikasjonsrekkevidde.

Hva er LQI Zigbee?

LQI Zigbee står for Link Quality Indication og er en indikator for koblingskvaliteten til Zigbee-enheten vår.

Denne LQI-en er en verdi mellom 0 og 255.

Hvis vi ser på informasjonen på Zigbee2mqtt-nettstedet, kan vi se at en maksimal LQI-verdi på 255 betyr at vi har perfekt koblingskvalitet med null feilrate.

Og jo lavere dette tallet blir, jo dårligere blir koblingskvaliteten, og så lenge vi har en verdi over 40, bør den være akseptabel og enheten vår fungere normalt.

La oss begynne med et enkelt eksempel. Du har en Zigbee hjemmeautomatiseringshub.

Og du har kjøpt en Zigbee-enhet og koblet den til denne huben. Avhengig av hvor du har plassert denne Zigbee-enheten og din Zigbee-hjemmeautomatiseringshub, vil de kunne kommunisere riktig eller ikke.

Denne direkte rekkevidden er vanligvis 10 til 15 meter innendørs.

Men dette området varierer til enhver tid og avhenger av mange faktorer som f.eks:

• Avstand.
• Hindringer som møbler.
• Husholdningsapparater, for eksempel en mikrobølgeovn, som avgir forstyrrelser i samme bånd.
• Wi-Fi-rutere bruker samme frekvens, 2,4 GHz, som Zigbee.
• Hindrende materiale, f.eks. metall, kan dempe signalet kraftig.
• Veggenes type og tykkelse.
• Vind eller regn hvis du bruker Zigbee-enheter i hagen.

Dette er de viktigste kriteriene som kan påvirke kommunikasjonsavstanden til en Zigbee-enhet.

Vi må også unngå interferens, for eksempel ved å flytte Zigbee USB-dongelen vår bort fra USB-porten på hjemmeautomatiseringshuben, noe som kan forårsake interferens på grunn av en utportert USB-kabel.

Vi har et interessant eksempel på Smlight-dongler som fungerer over Ethernet, og som ved hjelp av en RJ45-nettverkskabel gjør det mulig å flytte donglen bort fra ruteren og ikke i nærheten av hjemmeautomatiseringshuben.

Hvordan verifiserer jeg LQI Zigbee?

Med denne informasjonen kan vi se hvordan koblingskvaliteten utvikler seg for hver Zigbee-enhet, selvfølgelig hvis Zigbee-hjemmeautomatiseringshuben vår tillater det.

Dette er tilfellet med Jeedom og Home Assistant med Zigbee2mqtt-plattformen som vi skal teste for dette innholdet.

Hvis vi for eksempel inkluderer en Zigbee-dør- og vindussensor i hjemmeautomatiseringshuben vår, oppdateres LQI hver gang vi åpner eller lukker døren, og vi har derfor en trend som viser om sensoren vår har tilstrekkelig rekkevidde eller ikke.

Som du kan se, varierer LQI hver gang vi åpner eller stenger, selv om vi har en tendens til å ha en trend med verdier i samme område.

Og hvis vi flytter denne sensoren lenger bort, kan vi se en lavere LQI. Dette er et enkelt eksempel på direkte kommunikasjon mellom en Zigbee-enhet og hjemmeautomatiseringshuben vår.

Nå skal vi se en større konfigurasjon, med forskjellige Zigbee-enheter. Det er forskjellige enheter som er installert på forskjellige steder, og vi kan se en LQI for hver av dem.

Og hvis vi går inn på Zigbee-nettverkskartet, ser vi at det er et stort edderkoppnett mellom ulike enheter fra forskjellige merker, noe som er en veldig interessant detalj, siden man kan kombinere merker som bruker denne Zigbee-teknologien, og alle kan kommunisere sammen.

Enhetene i blått er de som kan gjenta signalet og kalles koordinatorer, og er enheter som er koblet til strømmen, og stjernen er Zigbee-koordinatoren, som vanligvis er Zigbee-donglen vår eller en hjemmeautomatiseringshub som integrerer et Zigbee-brikkesett internt, og enhetene i grønt er «End-enhetene», dvs. enheter som drives av batteri, batterier eller et solcellepanel.

Det interessante med Zigbee er at alle Zigbee-enheter som er koblet til strøm, kan gjenta signalet, med unntak av en Zigbee-modul uten nøytral og andre isolerte tilfeller.

En termostat, en lukkermodul, en lysmodul, en USB-dongle, en støpsel, en lyspære er noen av enhetene som kan gjenta signalet.

Og det er en enhet som jeg synes er veldig interessant, og som jeg personlig bruker på kontoret der jeg jobber for å gjenta signalet fra en Zigbee-knapp for å åpne den elektriske porten til bygningen for å motta varene på daglig basis.

Dette er Smlight Zigbee-dongelen.

Uansett modell kan disse donglene brukes som koordinatorer, dvs. at du kan bruke en med en hjemmeautomatiseringshub som Home Assistant Green for å inkludere alle Zigbee-enhetene og gjøre den til koordinator for denne installasjonen … men du kan også bestemme deg for å kjøpe flere Smlight-dongler for å bruke dem som rutere, dvs. at de vil gjenta signalet som om de var andre Zigbee-enheter som lyspærer, stikkontakter og mer.

Med en ekstern, roterende antenne vil du helt sikkert kunne dekke kommunikasjonsområdet med bedre ytelse.

Derfor kan du evaluere denne typen produkt, men selvfølgelig kan enhver annen Zigbee-enhet som er koblet til strømnettet, brukes som en repeater.

Og det er verdt å merke seg at det er noen brukererfaringskommentarer som indikerer at noen merker er gode naboer og andre ikke så gode naboer. Det vil si at det kan være noen merker som ikke hjelper riktig med å gjenta signalet.

Så jeg anbefaler deg å sjekke brukererfaringer på noen spesifikke merker og produkter før du kjøper noe hvis du har som mål å forbedre dette Zigbee-området.

I dette kartet har vi for eksempel en Zigbee-termostat og to LQI-er, 255 og 151.

255 er kvaliteten på forbindelsen fra koordinatoren til termostaten, og 151 er kvaliteten på forbindelsen fra termostaten til koordinatoren. Når du har en enhet som er koblet til strømforsyningen og som er en koordinator, vil du ha to LQI-verdier ettersom det er en toveis kommunikasjon.

Denne termostaten er 1 m unna hjemmeautomatiseringshuben, og derfor har Smlight-donglen utmerket koblingskvalitet med denne termostaten, men denne termostaten har en lavere koblingskvalitet, selv om den fortsatt er høy.

Og som du kan se, har vi sensorer som dørsensoren som kommuniserer direkte med hjemmeautomatiseringshuben med utmerket LQI Zigbee, men andre sensorer som røyksensoren gjør det gjennom en lukkermodul, også med utmerket LQI.

Hvordan kan vi forbedre Zigbee LQI?

Det første vi kan gjøre er å sjekke om Zigbee-enheten vår kommuniserer riktig og 100 % av tiden. Med andre ord, hvis vi åpner og lukker døren 10 ganger, er det ikke noe tap av informasjon, og dette er tilfelle for alle enheter.

Vi kan få tilgang til enhetene på enheten vår.

Og aktiver en LQI-historikk for å overvåke trenden og for å vite om vi trenger å forsterke kommunikasjonssignalet eller ikke.

Vi har for eksempel en Zigbee-bevegelsessensor som vanligvis har en LQI på mellom 160 og 190 over tid.

Det bør bemerkes at om natten, når det ikke er noen på kontoret, rapporteres LQI over lengre perioder, siden en batteri-, batteri- eller solcelledrevet enhet bare vil våkne hvert X. minutt for å sende informasjon hvis det ikke skjer en plutselig endring, for eksempel en registrert bevegelse, en dør som åpnes eller lukkes, en stor temperaturvariasjon eller en annen hendelse som gir en umiddelbar rapport.

I løpet av dagen, når det er bevegelser på kontoret, fører hver bevegelse til at LQI rapporteres på dette tidspunktet, så vi har mer aktivitet i denne forbindelse.

Vi har koblet en Zigbee-enhet til strømforsyningen på middels avstand, og nå har vi en LQI for denne sensoren på mellom 248 og 255, noe som er en bemerkelsesverdig forbedring.

Slik kan vi forbedre LQI for sensoren vår, men vi kan også flytte denne sensoren eller Zigbee-koordinatoren vår hvis vi ikke ønsker å kjøpe flere Zigbee-enheter som kan fungere som repeatere.

I noen tilfeller kan løsningen også være å oppgradere Zigbee-enheten via OTA, slik at den kan forbedre kommunikasjonsstyringen.

Det er verdt å merke seg at denne LQI-en ikke er synlig i forskjellige løsninger, så i mange andre hjemmeautomatiseringshuber enn Home Assistant eller Jeedom med Zigbee2Mqtt, vil du sannsynligvis være blind med denne informasjonen.

Men som sagt, selv om du ikke har dataene i hånden, kan du teste en Zigbee-enhet i nærheten av huben for å se om det er et avstandsproblem, hvis du ser at kommunikasjonen svikter.

Og om nødvendig kan du kjøpe enheter som er koblet til strømnettet for å forsterke dette signalet.

Selv om du selvfølgelig må være veldig forsiktig, bør du alltid kontrollere at hver Zigbee-enhet du skal kjøpe, er kompatibel med Zigbee-homeautomasjonshuben din.

Kort sagt kan denne informasjonen være svært viktig for å skape et smarthusprosjekt med færre kommunikasjonsfeil, slik at du kan kontrollere enhetene dine fra hvor som helst i verden med telefonen din og være i stand til å utføre automatiseringene vi har opprettet på riktig måte.