ZigBee-bereik evalueren voor obstakelparcours-tracking systemen

In een recente case-study zocht een fitness obstakelparcours-operator de deelnemersdata te verrijken met real-time metrics zoals topsnelheid, routekeuze en verstreken tijd. Hun team – electrical engineers van beroep – besloot een draadloos tracking-systeem te prototypen op een zondagmiddag, verschillende technologieën testend om te bepalen welke de multi-veld parcours betrouwbaar kon dekken.

Hier focussen we op ZigBee, een low-power, low-rate mesh-protocol wijd gebruikt in sensornetwerken. We berekenen het maximum praktische bereik gegeven een tweede-verdieping zendantenna en een ontvanger op één meter boven de grond op de parkeerplaats.

Verwacht ZigBee-bereik

Deployment details:

• TX antenna hoogte: 6 m (tweede verdieping)
• TX power: 18 dBm
• TX antenna gain: 0 dB
• Frequentie: 2400 MHz
• RX antenna hoogte: 1 m (parkeerplaats)
• RX antenna gain: –6 dB
• Structuurverlies: 11 dB (door een 20 cm baksteenblokmuur)
• Ontvangergevoeligheid: –102 dBm
• Marge: 20 dB

Met de standaard link-budget formule is de resulterende bereik 291 m. Hoewel respectabel, blijft deze afstand kort voor obstakelparcours die zich over meerdere voetbalvelden uitstrekken.

Zelfs een centraal gelegen antenna zou ZigBee's bereik rekken, maar de berekende 291 m blijft een limiterende factor voor uitgestrekte layouts. Gevolgenlijk exploreerde het team alternatieven zoals Bluetooth LE en 6LoWPAN, die langere effectieve bereiken beloven.

Om te zien hoe we meer dan 2.500 m bereiken met dezelfde assumpties in onze eigen systemen, klik de link hieronder.