用Digi XCTU进行无线通信范围测试

罗伯-法鲁迪 Rob Faludi,IoT 顾问,Faludi.com
2019年7月10日

欢迎来到我们关于配置和测试Digi XBee®设备的Digi XCTU®工具系列。以下是本系列的前几篇文章。

这篇文章讲述了如何使用Digi XCTU来测试你的无线通信范围。

如何用Digi XCTU对Digi XBee 节点进行范围测试

在无线通信中,在安装IoT 系统之前预测长距离链接的质量可能是至关重要的。例如,在石油和天然气监测应用中,无线电连接可能需要从现场设备到中央监测站跨越数公里。两个无线电设备能够有效通信的最长距离被称为其范围

在穿越冻土层进行部署之前,了解你所选择的解决方案是否能够工作是至关重要的。Digis XCTU应用程序提供了对整个系统(包括天线和电缆)进行全面回环范围测试所需的自动化和图形化工具。一旦到了现场,当地的环境因素就可以包括在你的预测中。想知道您的Digi XBees是否能走得更远?Digi XCTU让您放心。

所需部件

  • XBee3 Zigbee网络套件,包含。
    • 3个Digi XBee3 Zigbee模块
    • 3个Grove评估板
    • 3条USB线
  • 一台笔记本电脑或台式电脑
  • XCTU(免费下载

注意:这些说明将适用于许多型号的XBee无线电,包括Zigbee、802.15.4、DigiMesh和sub-GHz Digi XBees。

基本设置

首先,按照XCTU配置文章中的说明进行操作。

  1. 下载Digi XCTU
  2. 用Grove评估板将Digi XBee3连接到您的计算机。
  3. 打开XCTU,点击添加设备,连接到XBee3。

配置一个本地XBee

接下来,将本地连接的Digi XBee3配置为API模式的协调器。关于这一过程的完整演练,请参阅我们的《用XCTU无线管理XBee网络》一文。基本步骤是。

  1. CE设备的角色改为 "形成网络[1]"。点击铅笔图标,将您的更改写入固件。
  2. 可以选择将APAPI启用的设置改为 "带转义的API模式[2]"。虽然这对范围测试来说不是必需的,但它会使一些操作更快。
  3. 你可以选择将NJ节点连接时间改为FF,这是一个特殊的设置,可以消除所有的连接时间限制。

组装网络硬件

组装一个远程Digi XBee3并为其供电。它可以安装在评估板上,然后连接到一个USB电源。如果你使用USB电池,你可以在范围测试期间移动你的远程XBee3。在出厂默认情况下,Digi XBee3 Zigbee模块将加入任何可用的网络,因此我们不需要为这个例子配置它们。

访问远程Digi XBee 设备

为了测试您的无线网络的范围,XCTU需要知道至少一个远程XBee3无线电。点击本地无线电模块显示在其方框右侧的网络图标,这里用红色圈出。

XCTU将在与你的本地模块相关的无线电网络中搜索同一网络中的其他Digi XBees。单击 "添加所选设备",将这些远程XBee模块纳入您的集合中。它们将显示在你的本地模块下面。

用Digi XCTU进行范围测试

一旦你添加了你的本地无线电并在XCTU中发现了至少一个远程XBee,你就可以进行一些范围测试了。这是一个非常简单的程序。

  1. 开始时,选择 范围测试 选项,从 工具 菜单。
  2. ǞǞǞ 无线电范围测试 窗口显示,包括顶部的设备选择部分和下面的范围测试图。
  3. 设备选择 区域,选择本地无线电,然后选择一个已发现的远程无线电,如图所示。
  4. 对于这第一次测试,我们采用默认设置,使用集群ID 0x12在远程XBee Zigbee无线电模块上设置环回,并以1秒(1000ms)的延迟发送100个数据包。 注意:对于非Zigbee设备,你可能需要使用一个硬件环回跳线,将RX连接到远程无线电的TX引脚,这样,收到的任何东西都会立即以AT模式传送回来。对于支持集群0x12的协议,这个环回会在软件中自动为你完成。
  5. 通过点击开始范围测试 开始范围测试 如图所示。XCTU将开始发送数据包,并测量返回的数据包的信号强度。
  6. 所有数据都以图表形式显示,包括当前本地和远程的接收信号强度指标(RSSI),发送和接收的数据包数量,以及显示所有这些数值随时间变化的线图。
  7. 线形图可能是最有用的部分,特别是如果你在测试期间移动远程无线电,因为你可以看到所有的变化。一般来说,当你向远处移动时,信号强度会下降,而接收到的百分比会保持较高。在某些时候,你将开始失去信号,当RSSI下降到-100dBm附近时,接收百分比将开始下降。将收音机靠拢会恢复连接,并提高RSSI。

现场测试

这里有一段视频,显示了用Digi XCTU进行范围测试的整个过程。在开始的时候,本地和远程无线电是非常接近的。然后,当它们被移得更远时,你会看到RSSI降低,并最终丢失一些数据包。当它们重新靠在一起时,数据包丢失停止,信号强度恢复到有用水平。

为什么无线范围测试是有意义的

了解长距离无线连接的质量和可靠性意味着测试两个无线电设备能够有效通信的最远距离。Digis XCTU应用程序为完整的范围测试提供了自动化、图形化的工具。它可以创建图表,显示无线电性能如何随时间和距离变化。

从非常实际的意义上讲,你可以使用Digi XCTU来为IoT 的部署做准备。

  • 你可以预测信号损失的范围,然后确保所有节点都在这个距离之内,并留有安全余地。
  • 你可以测试墙壁、建筑物、定制设备外壳或丘陵地形对信号的吸收程度。
  • 而且你可以比较不同频率下的性能,或用不同的协议来获得最佳的可靠性和范围。

Digi XCTU为你提供了许多设计网络的经验工具,以及支持你决定的真实世界的结果,让你放心。

>> 需要更多信息或支持您的IoT 解决方案?有问题请联系我们