Zigbee и Wi-Fi Co-Exsainence
Выжившие вмешательство Wi-Fi в сетях Zigbee с низкой мощностью
Перекрытие частоты в беспроводных сетях с различными радиотехнологиями может вызвать серьезные помехи и снизить надежность связи. Обстоятельства особенно неблагоприятны для сети Zigbee, которые разделяют 2.4 ГГц полоса ISM с отправителями Wi -Fi, способными в 10-100 раз выше мощности трансмиссии. Наша работа сначала изучают паттерны помех между сети Zigbee и Wi-Fi на гранулярности битового уровня. При определенных условиях деятельность Zigbee может запустить близлежащий передатчик Wi-Fi, и в этом случае заголовок часто является единственной частью повреждения пакета Zig-Bee. Мы называем это симметричными областями помех, по сравнению с асимметричными областями, где сигнал Zigbee слишком слаб, чтобы быть обнаруженным отправителями Wi -Fi, но активность Wi -Fi может равномерно повредить в пакете Zigbee. С этими наблюдениями мы разрабатываем Buzzbuzz для смягчения интерференции Wi -Fi через заголовок и избыточность полезной нагрузки. Multi Headers обеспечивает избыточность заголовка.
Связанные документы
Сеть беспроводной тела (WBAN) является наиболее удобной, экономически эффективной, точной и неинвазивной технологией для мониторинга электронного здоровья. Производительность WBAN может быть нарушена при сосуществовании с другими беспроводными сетями. Соответственно, в этом документе представлена комплексное исследование и углубленный анализ вопросов сосуществования и решений по смягчению помех в технологиях WBAN. Проводится тщательный обзор современных исследований по вопросам сосуществования WBAN. Обследование классифицировано, обсуждалось и сравнивало исследования в соответствии с параметрами, используемыми для анализа проблемы сосуществования. Решения, предложенные в исследованиях, затем классифицируются в соответствии с следующими методами, и идентифицируются сопутствующие недостатки. Более того, проблема сосуществования в WBAN Technologies анализируется, и формулы получены для вероятности успешного доступа к каналу для различных беспроводных технологий с сосуществованием мешающей сети. Наконец, обширные симуляции проводится с использованием OPNET с несколькими реальными сценариями для оценки влияния помех сосуществования на различные технологии WBAN. В частности, рассматриваются три основных беспроводных технологий WBAN: IEEE 802.15.6, IEEE 802.15.4, и Wi-Fi с низким энергопотреблением. Обсуждаются математический анализ и результаты моделирования, и сравнивается влияние мешающей сети на различные беспроводные технологии. Результаты показывают, что мешающая сеть (e.г., Стандартный Wi -Fi) оказывает влияние на производительность WBAN и может нарушить ее операцию. Кроме того, использование WiFi с низким энергопотреблением для WBAN исследовано и оказалось возможным вариантом по сравнению с другими беспроводными технологиями.
Zigbee и Wi-Fi Co-Exsainence
Каналы Zigbee и Wi-Fi оба существуют в 2.Полоса 4 ГГц, существующая в одном и том же частотном пространстве. При развертывании как Wi-Fi, так и Zigbee в одной и той же среде необходимо выполнить тщательное планирование, чтобы убедиться, что они не мешают друг другу.
Расположение сети Zigbee и сеть Wi-Fi на одной и той же частоте заставит их мешать друг другу. Обычно сеть Zigbee получит удар.
Zigbee и Wi-Fi каналы
Номера каналов Zigbee и Wi-Fi могут показаться похожими, предполагая, что они не совпадают. К сожалению, это не случай.
2.4 ГГц каналы Wi-Fi
2.Зигби -каналы 4 ГГц
Три неперлаживающихся канала Wi-Fi (1, 6 и 11) Используйте те же частоты, что и Zigbee Canals 11-22. Зигби-каналы 23-25 также не застрахованы, потому что их можно поймать в боковой доле Wi-Fi 11-й канала (см Доли боковой полосы ниже). Zigbee Channel 26 обычно не зависит от Wi-Fi, но многие устройства Zigbee не поддерживают его.
Вмешательство
Когда сеть Wi-Fi находится на том же канале, что и сеть Zigbee, сеть Wi-Fi обычно мешает сети Zigbee.
Вмешательство боковой полосы
802.11 г/н подпись в спектре имеет два компонента:
- Секция «квадрат» 20 МГц, которая содержит Данные поднесущие
- Доли боковой полосы с каждой стороны, которые являются нормальным побочным эффектом
Доли боковой полосы могут не нести данные Wi-Fi, но они в полной мере способны выпустить Zigbee Transmissions.
Доли боковой полосы обычно видны только тогда, когда вы очень близки к устройству, которое активно передает (попробуйте выполнять тест на скорость или транслировать видео HD). Это особенно очевидно, когда ваша точка доступа Zigbee и точка доступа Wi-Fi находятся в непосредственной близости друг от друга.
Планирование канала
При развертывании сети Zigbee и Wi-Fi в той же среде планирование канала для мирного сосуществования является ключевым.
Обычно мы получаем три канала Wi-Fi для работы (используя 1, 6 и 11), но чтобы освободить место для Zigbee, мы могли бы отказаться от канала 11.
Когда мы развертываем наши топливо по дому, мы захотим сохранить те же канальные точки доступа как можно дальше друг от друга, чтобы избежать помех совместного канала.
Иметь дело с соседями
У большинства развертываний есть neig
Zigbee и Wi-Fi Co-Exsainence
Вы можете выбрать выделенный маршрутизатор (например, маршрутизатор на основе Sonoff Zbdongle-E
Выжившие вмешательство Wi-Fi в сетях Zigbee с низкой мощностью
Перекрытие частоты в беспроводных сетях с различными радиотехнологиями может вызвать серьезные помехи и снизить надежность связи. Обстоятельства особенно неблагоприятны для сети Zigbee, которые разделяют 2.4 ГГц полоса ISM с отправителями Wi -Fi, способными в 10-100 раз выше мощности трансмиссии. Наша работа сначала изучают паттерны помех между сети Zigbee и Wi-Fi на гранулярности битового уровня. При определенных условиях деятельность Zigbee может запустить близлежащий передатчик Wi-Fi, и в этом случае заголовок часто является единственной частью повреждения пакета Zig-Bee. Мы называем это симметричными областями помех, по сравнению с асимметричными областями, где сигнал Zigbee слишком слаб, чтобы быть обнаруженным отправителями Wi -Fi, но активность Wi -Fi может равномерно повредить в пакете Zigbee. С этими наблюдениями мы разрабатываем Buzzbuzz для смягчения интерференции Wi -Fi через заголовок и избыточность полезной нагрузки. Multi Headers обеспечивает избыточность заголовка.
Смотрите полный PDF
Смотрите полный PDF
Связанные документы
Скачать бесплатно PDF View PDF
Сеть беспроводной тела (WBAN) является наиболее удобной, экономически эффективной, точной и неинвазивной технологией для мониторинга электронного здоровья. Производительность WBAN может быть нарушена при сосуществовании с другими беспроводными сетями. Соответственно, в этом документе представлена комплексное исследование и углубленный анализ вопросов сосуществования и решений по смягчению помех в технологиях WBAN. Проводится тщательный обзор современных исследований по вопросам сосуществования WBAN. Обследование классифицировано, обсуждалось и сравнивало исследования в соответствии с параметрами, используемыми для анализа проблемы сосуществования. Решения, предложенные в исследованиях, затем классифицируются в соответствии с следующими методами, и идентифицируются сопутствующие недостатки. Более того, проблема сосуществования в WBAN Technologies анализируется, и формулы получены для вероятности успешного доступа к каналу для различных беспроводных технологий с сосуществованием мешающей сети. Наконец, обширные симуляции проводится с использованием OPNET с несколькими реальными сценариями для оценки влияния помех сосуществования на различные технологии WBAN. В частности, рассматриваются три основных беспроводных технологий WBAN: IEEE 802.15.6, IEEE 802.15.4, и Wi-Fi с низким энергопотреблением. Обсуждаются математический анализ и результаты моделирования, и сравнивается влияние мешающей сети на различные беспроводные технологии. Результаты показывают, что мешающая сеть (e.г., Стандартный Wi -Fi) оказывает влияние на производительность WBAN и может нарушить ее операцию. Кроме того, использование WiFi с низким энергопотреблением для WBAN исследовано и оказалось возможным вариантом по сравнению с другими беспроводными технологиями.
Скачать бесплатно PDF View PDF
Zigbee и Wi-Fi Co-Exsainence
Каналы Zigbee и Wi-Fi оба существуют в 2.Полоса 4 ГГц, существующая в одном и том же частотном пространстве. При развертывании как Wi-Fi, так и Zigbee в одной и той же среде необходимо выполнить тщательное планирование, чтобы убедиться, что они не мешают друг другу.
Расположение сети Zigbee и сеть Wi-Fi на одной и той же частоте заставит их мешать друг другу. Обычно сеть Zigbee получит удар.
Zigbee и Wi-Fi каналы
Номера каналов Zigbee и Wi-Fi могут показаться похожими, предполагая, что они не совпадают. К сожалению, это не случай.
2.4 ГГц каналы Wi-Fi
2.Зигби -каналы 4 ГГц
Три неперлаживающихся канала Wi-Fi (1, 6 и 11) Используйте те же частоты, что и Zigbee Canals 11-22. Зигби-каналы 23-25 также не застрахованы, потому что их можно поймать в боковой доле Wi-Fi 11-й канала (см Доли боковой полосы ниже). Zigbee Channel 26 обычно не зависит от Wi-Fi, но многие устройства Zigbee не поддерживают его.
Вмешательство
Когда сеть Wi-Fi находится на том же канале, что и сеть Zigbee, сеть Wi-Fi обычно мешает сети Zigbee.
Вмешательство боковой полосы
802.11 г/н подпись в спектре имеет два компонента:
- Секция «квадрат» 20 МГц, которая содержит Данные поднесущие
- Доли боковой полосы с каждой стороны, которые являются нормальным побочным эффектом
Доли боковой полосы могут не нести данные Wi-Fi, но они в полной мере способны выпустить Zigbee Transmissions.
Доли боковой полосы обычно видны только тогда, когда вы очень близки к устройству, которое активно передает (попробуйте выполнять тест на скорость или транслировать видео HD). Это особенно очевидно, когда ваша точка доступа Zigbee и точка доступа Wi-Fi находятся в непосредственной близости друг от друга.
Планирование канала
При развертывании сети Zigbee и Wi-Fi в той же среде планирование канала для мирного сосуществования является ключевым.
Обычно мы получаем три канала Wi-Fi для работы (используя 1, 6 и 11), но чтобы освободить место для Zigbee, мы могли бы отказаться от канала 11.
Когда мы развертываем наши топливо по дому, мы захотим сохранить те же канальные точки доступа как можно дальше друг от друга, чтобы избежать помех совместного канала.
Иметь дело с соседями
У большинства развертываний есть соседи, и они обычно управляют своими собственными беспроводными сетями, которые имеют непредсказуемые каналы.
Когда вы развернете свою беспроводную сеть, используйте Chanalyzer + Wi-Spy для:
- Определите, какие каналы используют соседи
- Выберите лучшие каналы для вашей сети Wi-Fi
- Выполните тестирование пропускной способности в вашей сети Wi-Fi, чтобы определить, какие каналы Zigbee они будут мешать
- Развернуть сети Zigbee на каналах, которые не получают вмешательства от вашего Wi-Fi или соседей Wi-Fi
# Улучшить сетевой диапазон и стабильность
Если у вас есть нестабильный или плохой сетевой диапазон, вы можете сделать следующие вещи, чтобы улучшить свою сеть.
# Адаптер
Используйте рекомендуемый адаптер, особенно CC2530 и CC2531, как известно, работают плохо.
# USB -адаптер
Диапазон этих адаптеров может быть значительно улучшен при их подключении с помощью USB -удлинительного кабеля вместо того, чтобы напрямую подключать к компьютеру (E.г. Raspberry Pi). При подключении непосредственно к компьютеру антенна страдает от помех радиосигналов и электрических компонентов компьютера. Также будьте уверены, что не позиционируют адаптер слишком близко к любым другим радиопередачам (E.г. маршрутизатор Wi-Fi) или SSD.
А USB Extension Cable 50 см уже достаточно, чтобы уменьшить помехи. Предпочтительно получить один с экранированием, так как это может дать лучшие результаты (источник
Не недооценивайте это! Размещение вашего адаптера близко к USB -порту может полностью убить радиосигнал, как показано в этой статье
Адиторно, это может помочь подключить адаптер к USB 2 вместо порта USB 3.
# Попробуйте разные ориентации адаптера
RF -соединение между адаптером и другими устройствами также зависит от того, как оно ориентировано в пространстве. У вас могут быть очень плохие отчеты Linkquality и прерывистые сбои пинга. Попробуйте экспериментировать с позиционированием и ориентированием адаптера в пространстве при мониторинге значений Linkquality, о которых сообщалось. Вам может быть полезно купить небольшой вращающийся USB -разъем, как это:
# Уменьшить интерференцию Wi-Fi, изменяя канал Zigbee
Изменение канала Zigbee требует ремонта всех ваших устройств!
Поскольку Wi-Fi и Zigbee работают в одном и том же частотном пространстве (2.4 ГГц), они могут мешать друг другу. Используя правильный канал Zigbee, вмешательство в Wi-Fi можно (частично) можно избежать. Хорошая статья, объясняющая, что это сосуществование Zigbee и Wi-Fi
Чтобы изменить Zigbee Channel Zigbee2mqtt, вы должны установить канал в конфигурации.Ямл .
# Вмешательство от других 2.4 ГГц устройства
Любое устройство, использующее Open 2.Спектр 4 ГГц может мешать Zigbee, таким как Bluetooth или игровые устройства, такие как Logitech “Объединение” или “Скорость света” или razer “Hyperspeed Wireless”.
# Добавление маршрутизаторов в вашу сеть
«Zigbee-это стандартная беспроводная сеть сетки с низким энергопотреблением, предназначенное для устройств с батарейным питанием» (см. Wikipedia
открыть в новом окне). Тем не менее, низкая мощность передачи может быть причиной нестабильной или ненадежной сети:
Zigbee2mqtt позволяет пользователю увеличивать мощность передачи
Открыть в новом окне для некоторых моделей координаторов. Однако эта простая мера может дать сети со странным поведением, если сообщения для конечного устройства достигают своей цели, но ответы (или сообщения) с этого конечного устройства не достоверно достигают координатора:
Представление маршрутизатора (Подробнее об этом) может улучшить путь вперед, а также путь возврата:
Вы можете выбрать выделенный маршрутизатор (например, маршрутизатор на основе Sonoff Zbdongle-E
Открыть в новом окне) или на сетевом устройстве Zigbee (например, лампа Hue
Открыть в новом окне), чтобы стабилизировать вашу сеть. Почти все устройства с питанием переменного тока будут служить маршрутизатором.
Обратите внимание, что существуют маршрутизаторы посредственного качества, которые могут плохо гармонировать с вашей сетью (например, некоторые версии Sonoff Smart Plug S26R2ZB
открыть в новом окне). Это может дать в ошибках маршрутизации сообщений. В случае, если у вас есть такие устройства в вашей сети, это может помочь добавить дополнительные маршрутизаторы лучшего качества и связать ваши устройства с этими маршрутизаторами (повторные пары с устройствами с “Разрешить присоединение” ограничен новым/лучшим маршрутизатором), чтобы улучшить общую производительность сети.
Если вы предполагаете проблемы с маршрутизацией, попробуйте отправить запрос MQTT на мост
Откройте в новом окне в тему Zigbee2mqtt/Bridge/запрос/сетевой карт, чтобы получить карту вашей сети Zigbee, включая маршруты.
Для получения дополнительной технической информации о маршрутизации Zigbee см. «5. Маршрутизация “в руководстве пользователя Ti Z-Stack
# Аппаратное обеспечение
Хотя Zigbee2mqtt не требует много ресурсов, оборудование, которое вы используете Zigbee2mqtt, может повлиять на производительность. Это особенно верно при использовании оборудования с низким энергопотреблением, например, Raspbery Pi 3. Убедитесь, что достаточно ресурсов (процессор/память) бесплатно. Например, управление домашним помощником + Zigbee2mqtt Home Assistant Addon Addon на Raspberry Pi 3 может дать плохую производительность.
# Трансляции
Зигби -трафик может быть классифицирован как либо Одноадресс или Транслировать:
- Одноадресс Является адресованным сообщением, обычно между устройством Zigbee и координатором, возможно, через некоторые промежуточные устройства
- Транслировать это особый тип сообщения, предназначенное для достижения все устройства в сети
Когда устройство получит вещательное сообщение в первый раз, оно переведет его хотя бы один раз. Устройство отслеживает трансляции, которые недавно были повторно переданы, чтобы предотвратить повторные сообщения навсегда. Для больших сетей трансляции могут генерировать много трафика, и для распространения сообщения требуется время, чтобы распространяться на все устройства.
Zigbee может поддерживать только средний показатель 1 трансляции в секунду, а несколько трансляций в течение короткого срока времени увеличивает задержку. Для получения дополнительной информации см. В этом примечании к примечанию Silicon Labs
Трансляции в основном используются для задач управления сетью, такими как поиск маршрутов для устройств, а также групп Zigbee и зеленые силовые устройства. Обычно рекомендуется экономно использовать трансляции.
Управление сосуществованием между Wi-Fi, Zigbee, Thread и Bluetooth
IoT-шлюзы и концентраторы выигрывают от включения нескольких протоколов, таких как Wi-Fi, Zigbee, Thread и Bluetooth, чтобы поддержать разнообразные конечные узлы. Эти протоколы имеют одинаковые 2.4 ГГц полоса ISM и принятие стратегий сосуществования Wi-Fi могут минимизировать деградацию производительности, которая происходит, когда один или несколько сложно-радиостанции работают одновременно.
Важность проектирования для сосуществования Wi-Fi
Wi-Fi сосуществование позволяет несколько 2.Технологии 4 ГГц, включая Wi-Fi, Zigbee, Thread и Bluetooth для работы без сигналов от одного радио, мешающего соседним радио. Вмешательство снижает производительность беспроводной связи с помощью сбоев сообщений, что приводит к большему количеству передачи сообщений. Эти проблемы могут привести к снижению отзывчивости устройства и увеличения энергопотребления.
Исторически сосуществование было достигнуто с помощью комбинации методов оборудования и функций протокола, таких как избегание столкновений или перезаписи сообщения. Текущие шлюзы и поддержка Хабов увеличивали пропускную способность, часто передавая при более высоких уровнях мощности и могут интегрировать до четырех 2.4 ГГц радио. Эти факторы усложняют сосуществование и требуют, чтобы дизайнеры предприняли дополнительные шаги для обеспечения расширенной, надежной беспроводной работы IoT.
Улучшение беспроводной производительности с помощью управляемого сосуществования Wi-Fi
Управляемое сосуществование Wi-Fi является эффективной методикой для уменьшения беспроводных помех, когда несколько радиостанций работают в одном, небольшом формовом устройстве, таком как шлюз IoT или концентратор. Производительность беспроводной связи улучшается с помощью управляемого сосуществования Wi-Fi путем разделения сложно-радиоприемников через сигнальную систему, которая координирует доступ к 2.4 ГГц для передачи и получения.
Силиконовые лаборатории’ Управляемое решение сосуществования Wi-Fi, основанное на IEEE 802.15.2 Арбитраж трафика пакетов (PTA) реализует схему координации, которая позволяет Zigbee SOC EFR32 сигнализировать о устройстве Wi-Fi перед получением или передачей сообщения. После того, как устройство Wi-Fi узнает о запросе EFR32, передача Wi-Fi может быть отложена, улучшая EFR32’S надежность сообщения.
Рисунок 1: Сеть IoT без управляемого сосуществования
Рисунок 2: IoT -сеть с управляемым сосуществованием PTA
Реализация управляемого сосуществования Wi-Fi
Силиконовые лаборатории’ Управляемое сосуществование Wi-Fi поддерживает одну, два и три реализации PTA PTA. Решение является гибким и поддерживает запрос, грант и приоритетные сигналы. Реализовано на уровне Mac и протестированные с помощью крупных поставщиков Wi-Fi Chips, наше управляемое сосуществование Wi-Fi помогает дизайнерам улучшить IoT беспроводные шлюзы и характеристики концентратора путем улучшения отзывчивости и снижения энергопотребления. Прочитайте наше примечание (AN1017), чтобы узнать больше о Wi-Fi’S Влияние на Zigbee/Thread (IEEE 802.15.4) и методы улучшения беспроводной IoT -шлюзы и характеристик концентратора.
Начните с управляемым сосуществованием Wi-Fi
Управляемое сосуществование имеет решающее значение при использовании нескольких 2.4 ГГц радиостанции сегодня’S маленькие центры и шлюзы. Набор для развития сосуществования Wi-Fi обеспечивает простую, но гибкую обратную плату, которую разработчики могут подключить решение Wi-Fi и до трех (3) радиоприемников Silicon Labs, включая реализацию Zigbee, Thread и Bluetooth, используя реализацию гибкой PTA (Arbitration Packet Traffic) для управления радио.
Wi-Fi и Zigbee вмешиваются?
Reddit и его партнеры используют файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы обеспечить вам лучший опыт.
Принимая все файлы cookie, вы соглашаетесь с использованием нашего файла cookie для предоставления и обслуживания наших услуг и сайтов, улучшения качества Reddit, персонализировать контент и рекламу Reddit и измерить эффективность рекламы.
Отказываясь от несущественных файлов cookie, Reddit может по-прежнему использовать определенные файлы cookie для обеспечения надлежащей функциональности нашей платформы.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посмотрите наше уведомление о файле cookie и нашу политику конфиденциальности .
Получите приложение Reddit
Сканируйте этот QR -код, чтобы загрузить приложение сейчас
Или проверьте это в магазинах приложений
r/homeS -arsytant
r/homeS -arsytant
Домашний помощник – это автоматизация дома с открытым исходным кодом, которая сначала ставит локальный контроль и конфиденциальность. При поддержке всемирного сообщества Tinkerers и энтузиастов DIY. Идеально для работы на Raspberry Pi или на локальном сервере. Доступно бесплатно в домашних условиях.io
Участники онлайн
Fuzzytoaster
PSA/напоминание о помехи Zigbee
TL; DR: Если столкнуться с проблемами Zigbee, обязательно используйте USB -удлинительный кабель, который имеет защиту.
Я недавно перешел на новый сервер (a NUC), который имеет только порты USB 3. Оказывается, USB 3 известно, что вызывает головные боли для Zigbee Radios. Данное решение всегда для использования USB -удлинительного кабеля. Но я уже был!
Мое существующее расширение было довольно тонким, то есть у него не было бы защиты. Итак, в догадке я купил толстое удлинение USB (что означает, что у него будет металлическая фольга вокруг защиты EMI), у которого была капля по длине (ферритовое кольцо обеспечивает еще большую защиту). Мгновенно, буквально все мои проблемы с нестабильностью зигби исчезли.
Что -то, чтобы рассмотреть, если вы имеете дело с Zigbee Beoes! Я понятия не имею, имеет ли это значение, если расширение является кабелем USB 2 или 3, но я считаю, что USB 2 безопаснее, учитывая, что 3 – проблема.
Редактировать: После некоторого обсуждения я теперь менее уверен, что USB3 был точной причиной. Тем не менее, это была очевидно проблема помех, учитывая мое исправление, поэтому общий совет все еще остается.
Пока мы находимся на предмете, 2.4 ГГц Wi -Fi также может вызвать вмешательство зигби. Проверьте эту отличную статью и убедитесь, что ваш Wi -Fi не на канале, который перекрывает ваш канал Zigbee.
Я знаю, что это хорошо протоколо для многих, но каждый день есть новые пользователи, так что, надеюсь, это поможет кому -то.
