LQI Zigbee: Analizuj i poprawiaj wskaźnik jakości łącza Zigbee swoich urządzeń.

LQI Zigbee (Link Quality Indicator) jest kluczowym praktycznym kryterium, które należy wziąć pod uwagę przy korzystaniu z technologii bezprzewodowych, takich jak Zigbee, w celu stworzenia prostego, opłacalnego i elastycznego inteligentnego domu, ponieważ mierzy jakość połączenia i zasięg komunikacji.

Czym jest LQI Zigbee?

LQI Zigbee oznacza Link Quality Indication i jest wskaźnikiem jakości łącza naszego urządzenia Zigbee.

Ten wskaźnik LQI ma wartość od 0 do 255.

Jeśli spojrzymy na informacje na stronie Zigbee2mqtt, zobaczymy, że maksymalna wartość LQI wynosząca 255 oznacza, że mamy doskonałą jakość połączenia z zerową stopą błędów.

Im liczba ta spada, tym gorsza jest jakość połączenia, a dopóki mamy wartość powyżej 40, powinno to być akceptowalne, a nasze urządzenie powinno działać normalnie.

Zacznijmy od prostego przykładu. Masz koncentrator automatyki domowej Zigbee.

Kupiłeś urządzenie Zigbee i podłączyłeś je do tego koncentratora. W zależności od lokalizacji urządzenia Zigbee i koncentratora automatyki domowej Zigbee, będą one mogły komunikować się poprawnie lub nie.

Ogólnie rzecz biorąc, ten bezpośredni zasięg jest zwykle w pomieszczeniach, od 10 do 15 metrów.

Zakres ten jest jednak zmienny przez cały czas i zależy od wielu czynników, takich jak

• Odległość.
• Przeszkody jako meble.
• Urządzenia gospodarstwa domowego, takie jak kuchenka mikrofalowa, emitujące zakłócenia w tym samym paśmie.
• Routery Wi-Fi wykorzystują tę samą częstotliwość, 2,4 GHz, co Zigbee.
• Materiał przeszkody, np. metal, może silnie tłumić sygnał.
• Rodzaj i grubość ścian.
• Wiatr lub deszcz, jeśli używasz urządzeń Zigbee w ogrodzie.

Są to główne kryteria, które mogą wpływać na odległość komunikacji urządzenia Zigbee.

Musimy również unikać zakłóceń, takich jak przenoszenie klucza sprzętowego USB Zigbee z dala od portu USB koncentratora automatyki domowej, który może powodować zakłócenia z powodu wyjętego kabla USB.

Mamy interesujący przykład kluczy sprzętowych Smlight, które działają przez Ethernet, a dzięki kablowi sieciowemu RJ45 umożliwiają przeniesienie klucza sprzętowego z dala od routera, a nie w pobliżu koncentratora automatyki domowej.

Jak zweryfikować LQI Zigbee?

Biorąc pod uwagę te informacje, będziemy mogli zobaczyć, jaki jest trend jakości połączenia dla każdego urządzenia Zigbee, oczywiście jeśli nasz koncentrator automatyki domowej Zigbee na to pozwala.

Tak jest w przypadku Jeedom i Home Assistant z platformą Zigbee2mqtt, którą zamierzamy przetestować w tej treści.

Na przykład, jeśli dołączymy czujnik drzwi i okien Zigbee do naszego koncentratora automatyki domowej, teraz za każdym razem, gdy otwieramy lub zamykamy drzwi, LQI jest aktualizowany, a zatem mamy trend, aby wiedzieć, czy nasz czujnik ma wystarczający zasięg, czy nie.

Jak widać, za każdym razem, gdy otwieramy lub zamykamy, wskaźnik LQI jest zmienny, chociaż mamy tendencję do utrzymywania wartości w tym samym zakresie.

A jeśli przesuniemy ten czujnik dalej, zobaczymy niższy wskaźnik LQI. Jest to prosty przykład bezpośredniej komunikacji między urządzeniem Zigbee a naszym koncentratorem automatyki domowej.

Teraz zobaczymy większą konfigurację, z różnymi urządzeniami Zigbee. Są to różne urządzenia zainstalowane w różnych miejscach i możemy zobaczyć LQI każdego z nich.

A jeśli uzyskamy dostęp do mapy sieci Zigbee, jak widać, istnieje duża pajęczyna między różnymi urządzeniami różnych marek, co jest bardzo interesującym szczegółem, ponieważ można łączyć marki korzystające z tej technologii Zigbee i wszystkie z nich mogą się ze sobą komunikować.

Urządzenia w kolorze niebieskim to te, które mogą powtarzać sygnał i są nazywane koordynatorami, będąc urządzeniami podłączonymi do zasilania, a gwiazda to koordynator Zigbee, który jest zwykle naszym kluczem sprzętowym Zigbee lub koncentratorem automatyki domowej, który integruje wewnętrznie chipset Zigbee, a urządzenia w kolorze zielonym to „urządzenia końcowe”, tj. urządzenia zasilane baterią, bateriami lub panelem słonecznym.

Interesującą rzeczą w Zigbee jest to, że każde urządzenie Zigbee podłączone do zasilania może powtórzyć sygnał, z wyjątkiem modułu Zigbee bez przewodu neutralnego i innych odosobnionych przypadków.

Tak więc termostat, moduł żaluzji, moduł oświetlenia, klucz USB, wtyczka, żarówka to tylko niektóre z urządzeń, które mogą powtarzać sygnał.

Jest też urządzenie, które uważam za bardzo interesujące i którego osobiście używam w biurze, w którym pracuję, do powtarzania sygnału przycisku Zigbee, aby otworzyć elektryczną bramę budynku w celu codziennego odbioru towarów.

Jest to klucz sprzętowy Smlight Zigbee.

Niezależnie od modelu, te klucze sprzętowe mogą być używane jako koordynatory, tj. można użyć jednego z koncentratorem automatyki domowej, takim jak Home Assistant Green, aby włączyć wszystkie urządzenia Zigbee i uczynić go koordynatorem tej instalacji… ale można również zdecydować się na zakup dodatkowych kluczy sprzętowych Smlight, aby używać ich jako routerów, tj. będą one powtarzać sygnał tak, jakby były innymi urządzeniami Zigbee, takimi jak żarówki, gniazdka i inne.

Posiadając zewnętrzną, obrotową antenę, z pewnością będziesz w stanie pokryć zasięg komunikacji z lepszą wydajnością.

Dlatego można ocenić ten typ produktu, ale oczywiście każde inne urządzenie Zigbee podłączone do sieci może być używane jako repeater.

Warto też zauważyć, że istnieją komentarze użytkowników wskazujące, że niektóre marki są dobrymi sąsiadami, a inne nie są tak dobrymi sąsiadami. Oznacza to, że mogą istnieć marki, które nie pomagają poprawnie w powtarzaniu sygnału.

Zalecam więc sprawdzenie doświadczeń użytkowników z niektórymi konkretnymi markami i produktami przed dokonaniem zakupu, jeśli chcesz ulepszyć ten zakres Zigbee.

Na tej mapie, którą widzimy, mamy na przykład termostat Zigbee i dwa LQI, 255 i 151.

255 to jakość połączenia z koordynatora do termostatu, a 151 to jakość połączenia z termostatu do koordynatora. W przypadku urządzenia podłączonego do zasilania, które jest koordynatorem, dostępne będą 2 wartości LQI, ponieważ jest to komunikacja dwukierunkowa.

Ten termostat znajduje się w odległości 1 m od koncentratora automatyki domowej, a zatem klucz sprzętowy Smlight ma doskonałą jakość połączenia z tym termostatem, ale ten termostat ma niższą jakość połączenia, chociaż nadal ma wysoką wartość.

Jak widać, mamy czujniki, takie jak czujnik drzwi, który komunikuje się na żywo z centrum automatyki domowej z doskonałym LQI Zigbee, ale inne czujniki, takie jak czujnik dymu, robią to za pośrednictwem modułu migawki, również z doskonałym LQI.

Jak możemy poprawić Zigbee LQI?

Pierwszą rzeczą, którą możemy zrobić, jest sprawdzenie, czy nasze urządzenie Zigbee komunikuje się poprawnie i przez 100% czasu. Innymi słowy, jeśli otworzymy i zamkniemy drzwi 10 razy, nie dojdzie do utraty informacji i dotyczy to każdego urządzenia.

Możemy uzyskać dostęp do podmiotów na naszym urządzeniu.

I aktywuj historię LQI, aby monitorować trend i wiedzieć, czy musimy wzmocnić sygnał komunikacyjny.

Na przykład, mamy czujnik ruchu Zigbee, który zazwyczaj ma LQI między 160 a 190 w czasie.

Należy zauważyć, że w nocy, gdy nikogo nie ma w biurze, wskaźnik LQI jest raportowany w dłuższych okresach, ponieważ każde urządzenie zasilane baterią, akumulatorem lub panelem słonecznym będzie budzić się co X minut w celu wysłania informacji tylko wtedy, gdy nie nastąpi nagła zmiana, taka jak wykryty ruch, otwarcie lub zamknięcie drzwi, duża zmiana temperatury lub inne zdarzenie, które powoduje natychmiastowe zgłoszenie.

W ciągu dnia, gdy w biurze panuje ruch, każdy ruch powoduje, że wskaźnik LQI jest zgłaszany w tym czasie, więc mamy większą aktywność w tym zakresie.

Umieściliśmy urządzenie Zigbee podłączone do zasilania w średniej odległości i teraz mamy LQI tego czujnika między 248 a 255, co jest znaczną poprawą.

W ten sposób możemy poprawić LQI naszego czujnika, ale możemy również przenieść ten czujnik lub nasz koordynator Zigbee, jeśli nie chcemy kupować dodatkowych urządzeń Zigbee, które mogą działać jako repeatery.

Ponadto, w niektórych przypadkach rozwiązaniem może być aktualizacja urządzenia Zigbee za pośrednictwem OTA, aby poprawić zarządzanie komunikacją.

Warto zauważyć, że ten LQI nie jest widoczny w różnych rozwiązaniach, więc w wielu koncentratorach automatyki domowej innych niż Home Assistant lub Jeedom z Zigbee2Mqtt, prawdopodobnie będziesz ślepy na te informacje.

Ale jak już wspomniałem, nawet jeśli nie masz pod ręką danych, jeśli zauważysz, że urządzenie Zigbee ma awarie komunikacji, możesz przetestować je w pobliżu koncentratora, aby sprawdzić, czy jest to kwestia odległości.

W razie potrzeby można dokupić urządzenia podłączone do sieci, aby wzmocnić ten sygnał.

Chociaż oczywiście należy być bardzo ostrożnym i zawsze sprawdzać, czy każde urządzenie Zigbee, które zamierzasz kupić, jest kompatybilne z koncentratorem automatyki domowej Zigbee.

Krótko mówiąc, posiadanie tych informacji może mieć ogromne znaczenie dla stworzenia projektu inteligentnego domu z mniejszą liczbą awarii komunikacji, a tym samym posiadania kontroli nad urządzeniami z dowolnego miejsca na świecie za pomocą telefonu i możliwości prawidłowego wykonywania automatyzacji, które stworzyliśmy.