LQI Zigbee: Analysera och förbättra Zigbee Link Quality Indicator för dina enheter

LQI Zigbee (Link Quality Indicator) är ett viktigt praktiskt kriterium att ta hänsyn till när man använder trådlös teknik som Zigbee för att skapa ett enkelt, kostnadseffektivt och flexibelt smart hem, eftersom det mäter länkkvalitet och kommunikationsräckvidd.

Vad är LQI Zigbee?

LQI Zigbee står för Link Quality Indication och är en indikator på länkkvaliteten för vår Zigbee-enhet.

Detta LQI är ett värde mellan 0 och 255.

Om vi tittar på informationen på Zigbee2mqtt-webbplatsen kan vi se att ett maximalt LQI-värde på 255 innebär att vi har perfekt länkkvalitet med noll felprocent.

Ju lägre siffran är, desto sämre är länkkvaliteten och så länge vi har ett värde över 40 bör det vara acceptabelt och vår enhet bör fungera normalt.

Låt oss börja med ett enkelt exempel. Du har en Zigbee-hubb för hemautomation.

Och du har köpt en Zigbee-enhet och anslutit den till detta nav. Beroende på var du har placerat den här Zigbee-enheten och din Zigbee-hubb för hemautomation kommer de att kunna kommunicera korrekt eller inte.

I allmänhet är denna direkta räckvidd vanligtvis inomhus, 10 till 15 meter.

Men detta intervall varierar hela tiden och beror på många faktorer, t.ex:

• Avstånd.
• Hinder som möbler.
• Hushållsapparater, t.ex. en mikrovågsugn, som sänder ut störningar i samma band.
• Wi-Fi-routrar som använder samma frekvens, 2,4 GHz, som Zigbee.
• Hindermaterial, t.ex. metall, kan dämpa signalen kraftigt.
• Väggarnas typ och tjocklek.
• Vind eller regn om du använder Zigbee-enheter i trädgården.

Det här är de viktigaste kriterierna som kan påverka kommunikationsavståndet för en Zigbee-enhet.

Vi måste också undvika störningar, t.ex. genom att flytta vår Zigbee USB-dongle bort från USB-porten på hemautomationshubben, som kan orsaka störningar på grund av en deporterad USB-kabel.

Vi har ett intressant exempel på Smlight-donglar som fungerar över Ethernet och som, genom att ha en RJ45-nätverkskabel, gör att dongeln kan flyttas bort från routern och inte i närheten av hemautomationshubben.

Hur verifierar man LQI Zigbee?

Med hjälp av den här informationen kan vi se hur trenden för länkkvaliteten ser ut för varje Zigbee-enhet, naturligtvis om vår Zigbee-hubb för hemautomation tillåter det.

Detta är fallet med Jeedom och Home Assistant med Zigbee2mqtt-plattformen som vi kommer att testa för detta innehåll.

Om vi till exempel inkluderar en Zigbee-dörr- och fönstersensor i vår hubb för hemautomation uppdateras LQI varje gång vi öppnar eller stänger dörren, och vi får därför en trend som visar om vår sensor har tillräcklig räckvidd eller inte.

Som du kan se varierar LQI varje gång vi öppnar eller stänger, även om vi tenderar att ha en trend med värden inom samma intervall.

Och om vi flyttar den här sensorn längre bort kan vi se ett lägre LQI. Det här är ett enkelt exempel på direktkommunikation mellan en Zigbee-enhet och vår hubb för hemautomation.

Nu ska vi se en större konfiguration, med olika Zigbee-enheter. Det är olika enheter som är installerade på olika platser och vi kan se ett LQI för var och en av dem.

Och om vi öppnar Zigbee-nätverkskartan, som du kan se, finns det en stor spindelväv mellan olika enheter från olika märken, vilket är en mycket intressant detalj, att kunna kombinera varumärken som använder denna Zigbee-teknik och alla kan kommunicera tillsammans.

Enheterna i blått är de som kan upprepa signalen och kallas koordinatorer, dvs. enheter som är anslutna till strömförsörjningen, och stjärnan är Zigbee-koordinatorn, som vanligtvis är vår Zigbee-dongle eller en hemautomationshubb som integrerar ett Zigbee-chipset internt, och enheterna i grönt är ”slutenheterna”, dvs. enheter som drivs av batteri, batterier eller en solpanel.

Det intressanta med Zigbee är att alla Zigbee-enheter som är anslutna till ström kan upprepa signalen, med undantag för en Zigbee-modul utan neutral och andra isolerade fall.

Så en termostat, en slutarmodul, en ljusmodul, en USB-dongel, en kontakt, en glödlampa är några av de enheter som kan upprepa signalen.

Och det finns en enhet som jag tycker är mycket intressant och som jag personligen använder på kontoret där jag arbetar för att upprepa signalen från en Zigbee-knapp för att öppna den elektriska porten till byggnaden för att ta emot varorna på daglig basis.

Detta är Smlight Zigbee-dongle.

Oavsett modell kan dessa donglar användas som koordinatorer, dvs. du kan använda en med en hemautomatiseringshubb som Home Assistant Green för att inkludera alla Zigbee-enheter och göra den till koordinator för den här installationen … men du kan också välja att köpa ytterligare Smlight-donglar för att använda dem som routrar, dvs. de kommer att upprepa signalen som om de var andra Zigbee-enheter som glödlampor, socklar och mer.

Genom att ha en extern, roterande antenn kommer du säkert att kunna täcka kommunikationsområdet med bättre prestanda.

Därför kan du utvärdera den här typen av produkt, men naturligtvis kan alla andra Zigbee-enheter som är anslutna till elnätet användas som repeater.

Och det är värt att notera att det finns en del kommentarer från användare som tyder på att vissa märken är goda grannar och andra inte så goda grannar. Det vill säga att det kan finnas vissa märken som inte hjälper till att upprepa signalen korrekt.

Så jag rekommenderar att du kontrollerar användarupplevelser på vissa specifika varumärken och produkter innan du köper om du vill förbättra detta Zigbee-sortiment.

I den här kartan som vi kan se har vi till exempel en Zigbee-termostat och två LQI:er, 255 och 151.

255 är kvaliteten på länken från koordinatorn till termostaten och 151 är kvaliteten på länken från termostaten till koordinatorn. När du har en enhet som är ansluten till elnätet och som är en koordinator, kommer du att ha 2 LQI-värden eftersom det är en dubbelriktad kommunikation.

Den här termostaten är 1 m från hemautomationshubben och därför har Smlight-dongeln utmärkt länkkvalitet med den här termostaten, men den här termostaten har lägre länkkvalitet även om det fortfarande är ett högt värde.

Och som du kan se har vi sensorer som dörrsensorn som kommunicerar live med hemautomationshubben med utmärkt LQI Zigbee, men andra sensorer som röksensorn gör det via en slutarmodul, också med utmärkt LQI.

Hur kan vi förbättra Zigbee LQI?

Det första vi kan göra är att kontrollera om vår Zigbee-enhet kommunicerar korrekt och 100 % av tiden. Med andra ord, om vi öppnar och stänger dörren 10 gånger, finns det ingen förlust av information, och detta är fallet för alla enheter.

Vi kan komma åt enheterna på vår enhet.

Och aktivera en LQI-historik för att övervaka trenden och för att veta om vi behöver förstärka kommunikationssignalen eller inte.

Vi har till exempel en Zigbee-rörelsesensor som vanligtvis har ett LQI på mellan 160 och 190 över tid.

Det bör noteras att under natten, när ingen befinner sig på kontoret, rapporteras LQI under längre perioder, eftersom en batteri-, batteri- eller solpanelsdriven enhet bara vaknar var X:e minut för att skicka information om det inte sker någon plötslig förändring, t.ex. en detekterad rörelse, en dörr som öppnas eller stängs, en stor temperaturvariation eller någon annan händelse som ger en omedelbar rapport.

Under dagen, när det sker rörelser på kontoret, leder varje rörelse till att LQI rapporteras vid den här tidpunkten, så vi har mer aktivitet i det här avseendet.

Vi har kopplat en Zigbee-enhet till strömförsörjningen på medellångt avstånd och nu har vi ett LQI för den här sensorn på mellan 248 och 255, vilket är en anmärkningsvärd förbättring.

På så sätt kan vi förbättra LQI för vår sensor, men vi kan också flytta sensorn eller vår Zigbee-koordinator om vi inte vill köpa ytterligare Zigbee-enheter som kan fungera som repeaters.

I vissa fall kan lösningen också vara att uppgradera Zigbee-enheten via OTA så att den kan förbättra kommunikationshanteringen.

Det är värt att notera att denna LQI inte är synlig i olika lösningar, så i många andra hemautomationshubbar än Home Assistant eller Jeedom med Zigbee2Mqtt kommer du förmodligen att vara blind med denna information.

Men som jag nämnde, även om du inte har data till hands, om du ser att en Zigbee-enhet har kommunikationsfel, kan du testa den nära hubben för att se om det är ett avståndsproblem.

Och om det behövs kan du köpa enheter som är anslutna till elnätet för att förstärka denna signal.

Även om du naturligtvis ska vara mycket försiktig bör du alltid kontrollera att varje Zigbee-enhet du ska köpa är kompatibel med din Zigbee-hemautomationshubb.

Kort sagt, att ha denna information kan vara av stor betydelse för att skapa ditt smarta hem-projekt med färre kommunikationsfel och därför ha kontroll över dina enheter från var som helst i världen med din telefon och kunna utföra de automatiseringar som vi har skapat korrekt.