Avaliando Alcance ZigBee para Sistemas de Rastreamento de Percurso de Obstáculos

Em case study recente, operador de percurso de obstáculos fitness buscou enriquecer dados de competidores com métricas real-time como velocidade topo, escolha de rota e tempo decorrido. Time — engenheiros elétricos de ofício — decidiu prototipar sistema de rastreamento sem fio numa tarde de domingo, testando várias tecnologias para determinar qual cobriria confiavelmente curso multi-campo.

Aqui focamos em ZigBee, protocolo mesh de baixa potência e baixa taxa amplamente usado em redes de sensores. Calculamos seu alcance máximo prático dada antena transmissora no segundo andar e receptor a um metro acima do solo no estacionamento.

Alcance ZigBee Esperado

Detalhes de implantação:

• Altura antena TX: 6 m (segundo andar)
• Potência TX: 18 dBm
• Ganho antena TX: 0 dB
• Frequência: 2400 MHz
• Altura antena RX: 1 m (estacionamento)
• Ganho antena RX: –6 dB
• Perda estrutura: 11 dB (através parede bloco alvenaria 8")
• Sensibilidade receptor: –102 dBm
• Margem: 20 dB

Usando fórmula padrão de link budget, alcance resultante é 291 m. Embora respeitável, distância fica aquém de cobrir percursos que se estendem por vários campos de futebol.

Mesmo antena centralmente localizada esticaria alcance do ZigBee, mas calculados 291 m permanecem fator limitante para layouts expansivos. Consequentemente, time explorou alternativas como Bluetooth LE e 6LoWPAN, que prometem alcances efetivos maiores.

Para ver como alcançamos mais de 2 500 m com mesmas suposições em nossos sistemas, clique link abaixo.