На пути массового внедрения ячеистых сетей стоит несколько задач, которые необходимо решить. На некоторых из наиболее часто задаваемых вопросов мы дадим ответы в данной статье — как будет работать сеть в многоэтажном здании? Будет ли передача между этажами? Возможна ли работа по цепочке? Какая реальная дальность передачи данных внутри здания по прямой видимости?
Для наглядного ответа на вопросы были проведены тесты в 9-этажном промышленном здании одного из технопарков, постройки советских времён. Для тестов была выбрана платформа Thingy:52, так как она имеет очень удобный форм-фактор для полевых испытаний (отладочные комплекты содержат батарейку и прорезиненный корпус, их можно просто разложить по зданию).
Производителем также предоставляется готовый набор ПО: прошивки и приложения конфигурации для Android, iOS).
Выражаем благодарность компании Ультран из Санкт-Петербурга за предоставленные отладочные комплекты для проведения тестов.
Тест проводился в конфигурации, когда все устройства были объединены в одну сеть. При этом одно устройство выполняло роль клиента (издателя), который посылал на адрес 0xC001 команду переключения светодиода при нажатии на кнопку, а все остальные пять были подписаны на адрес 0xC001 и при получении команды зажигали или гасили светодиод. Все устройства в сети были сконфигурированы, как роутеры (ретрансляторы). Команда вкл/выкл отправляется с периодом 1 раз в секунду с 7 этажа. Таким образом нажатие на одну кнопку должно привести к зажиганию светодиодов на всех устройствах, можно наглядно установить дальность прохождения сигнала по всей цепочке.
Тестировалась передача данных в вертикальной плоскости здания (между этажами), так как межэтажные перекрытия состоят из гораздо более толстого и прочного бетона, и если сеть будет работать в таких условиях, то сеть гарантированно будет работать и по этажу в горизонтальной плоскости. Устройства были расположены на каждом этаже здания в зоне диаметром примерно 8-10 метров. На пути прохождения сигнала между некоторыми узлами к этажным горизонтальным перекрытиям добавляются 2-3 вертикальные перегородки, в зависимости от места расположения устройств, так как устройства были расположены не строго по прямой, а в различных кабинетах.
Были протестированы следующие 4 конфигурации расположения узлов сети (см. рисунок):
- Тестирование работы по цепочке.
Устройства расположены на каждом этаже здания с 7 по 2 этаж.
Получена дальность в 5 прыжков. Устройства на всех этажах отрабатывают команду без сбоев. - Тестирование максимальной пробивной способности (количества перекрытий через которых проходит сигнал).
Роутер, расположенный на 5 этаже перемещается на 6 этаж с образованием прыжка между узлами в два этажных перекрытия (с 6 на 4 этаж).
Сеть работает при прыжке через два межэтажных перекрытия. Увеличение длины прыжка в три этажных перекрытия приводит к пропаданию связи. - Тестирование максимальной дальности связи в по этажу в прямой видимости.
На 8 этаже с одной стороны коридора устанавливается узел сети, второй узел перемещается по коридору до момента пропадания сети.
Дальность связи в прямой видимости — до конца коридора (100 метров). При смещении устройства с линии прямой видимости связь теряется. - Тестирование прохождения сигнала в условиях лестничных пролетов.
Издатель располагается на лестничной клетке 7 этажа, подписчик спускается по лестнице вниз до момента пропадания сети.
Достигнута стабильная связь при прыжке на 4 этажа (с 7 до 3).

Выводы:
- При выстраивании устройств цепочкой на каждом этаже данные передаются стабильно.
- Сеть работает при прыжке (расстоянии между узлами) в 2 межэтажных перекрытия.
- При расположении устройств на лестнице связь сохраняется при прыжке в 4 этажа.
- Дальность передачи данных по этажу в прямой видимости в условиях производственного здания достигает 100 метров.
- Полученные результаты говорят о том, что BLE Mesh предварительно подходит для систем передачи данных в многоэтажных зданиях.
И всё же, должна быть некоторая избыточность. Если выстраивать «цепочки» устройств, надеясь на последовательную передачу данных по цепи, то в случае выхода из строя одного звена — будет недоступна вся цепь. Необходимо давать возможность «зайти» с разных сторон.
НравитсяНравится
Алексей, BLE Mesh по умолчанию поддерживает избыточность (каждый пакет передаётся 3 раза, число повторов можно изменить). Кроме того, в тесте показано, что пробивает 2 перекрытия соответственно, поэтому даже, если один узел (этаж) пропадёт, то соединение всё равно будет. Также стоит отметить, что типовое применение счётчиков/светильников подразумевает, что их устанавливается более одного на этаж. Что также благотворно сказывается на надёжности.
НравитсяНравится