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Forum: HF, Funk und Felder ZigBee Long Range Erfahrung


Autor: Juergen M. (bug)
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Hallo. Ich bräuchte ein paar Ratschläge rund um das Thema ZigBee. Ich 
möchte ein Netzwerk mit grösserer Reichweite aufbauen, also über 1km. 
Dafür haben einige Hersteller bereits Lösungen im Angebot. Ich bitte um 
eure Erfahrung damit.

1. Die Module sollten Meshnetworking unterstützen, zur Not auch 
Treetopologie. Nachdem die Konfiguration abgeschlossen ist, sollten sie 
selbstständig ein Netzwerk aufbauen.

2. Die Knoten sollten danach autark interagieren, ohne zusätzliche 
Konfiguration.

3. Arbeiten die Knoten dann noch ZigBee konform?

4. Im Fall ein Knoten fällt aus, wird bei der Lösung eine alternative 
Route gewählt? Welche Zeit nimmt dies in Anspruch?

5. Kann der Koordinator im Netz an einen Knoten gerichtete Informationen 
neben solchen für alle senden?

6. Hat der Anbieter verschiedene Produkte im Angebot, solche mit BUchsen 
für externe Antennen, zum selbst anlöten, etc.?

Alle Ratschläge sind nützlich, danke für alle Ideen im Vorraus!

Autor: Christian R. (supachris)
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Juergen M. wrote:

> 1. Die Module sollten Meshnetworking unterstützen, zur Not auch
> Treetopologie. Nachdem die Konfiguration abgeschlossen ist, sollten sie
> selbstständig ein Netzwerk aufbauen.

Das machen eigentlich alle ZigBee Module. Genau das ist ja der (fast 
einzige) Vorteil an ZigBee.

> 2. Die Knoten sollten danach autark interagieren, ohne zusätzliche
> Konfiguration.

Solange die Stromversorgung haben und den Koordinator irgendwie 
erreichen, machen die das.

> 3. Arbeiten die Knoten dann noch ZigBee konform?

Ja.

> 4. Im Fall ein Knoten fällt aus, wird bei der Lösung eine alternative
> Route gewählt? Welche Zeit nimmt dies in Anspruch?

Ja, machen sie. Kann aber eine Weile dauern. Da die Prozessoren recht 
stromsparend sein müssen, sind sie meist langsam. Bei den Telegesis 
Modulen hat das mitunter mehrere Sekunden gedauert.
Nur der Koordinator darf nicht ausfallen. Das ist der größte 
Pferdefu´von ZigBee: Der Koordinator ist der Single Point of Failure.

> 5. Kann der Koordinator im Netz an einen Knoten gerichtete Informationen
> neben solchen für alle senden?

Ja, es gibt Unicasts und Broadcasts.

> 6. Hat der Anbieter verschiedene Produkte im Angebot, solche mit BUchsen
> für externe Antennen, zum selbst anlöten, etc.?

Welcher Anbieter?

> Alle Ratschläge sind nützlich, danke für alle Ideen im Vorraus!

Wenn es weder auf einen zeitlichen Zusammenhang zwischen den Daten 
verschieder Messstellen, noch auf ordentliche Datenrate noch auf absolut 
geringen Stromverbrauch ankommt, kann man ZigBee durchaus benutzen. Für 
ein paar Bytes ab und an ist es ganz gut.

Ich jedenfalls bin von ZigBee herb enttäuscht.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Juergen M. wrote:

> Hallo. Ich bräuchte ein paar Ratschläge rund um das Thema ZigBee. Ich
> möchte ein Netzwerk mit grösserer Reichweite aufbauen, also über 1km.

Denk dran, dass die maximale Strahlungsleistung in Europa stärker
limitiert ist als in den USA.  Sofern du mit den Parametern der
Allgemeinzuteilung arbeiten willst, wirst du für diese Strecke also
(falls du nicht gerade ideal freie Sicht und stabile Antennen und
empfindliche Empfänger hast) mehr als einen Hop zwischen den Endpunkten
brauchen.

Autor: Juergen M. (bug)
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Hallo Christian


>> 6. Hat der Anbieter verschiedene Produkte im Angebot, solche mit BUchsen
>> für externe Antennen, zum selbst anlöten, etc.?
>
> Welcher Anbieter?

Am besten der Anbieter, von dem du sprichst. Was sind deine Erfahrungen, 
hast du damit auch mehr als 1 km hinbekommen? Das ist wichtig.

>
>> Alle Ratschläge sind nützlich, danke für alle Ideen im Vorraus!
>
> Wenn es weder auf einen zeitlichen Zusammenhang zwischen den Daten
> verschieder Messstellen, noch auf ordentliche Datenrate noch auf absolut
> geringen Stromverbrauch ankommt, kann man ZigBee durchaus benutzen. Für
> ein paar Bytes ab und an ist es ganz gut.
>
> Ich jedenfalls bin von ZigBee herb enttäuscht.

Vielen Dank für deine Einschätzung.

Autor: Christian R. (supachris)
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Ich hatte für meine Diplomarbeit Module von Telegesis mit Chip-Antenne. 
Reichweite im Freifeld etwa 20 bis 40m, in Räumen 10m.
1km bekommst du vielleicht mit den XBee Pro von MaxStream hin, ob die 
allerdings hier zugelassen sind, weiß ich nicht. Hast du denn zwischen 
den einzelnen Knoten schon einen km Abstand? Oder dehnt sich das gesamte 
Netzwerk über einen km aus.

Hier kannst du meine Diplomarbeit mal ansehen: 
http://supachris.homeip.net/Diplomarbeit.pdf

Wir sind hier wieder ganz schnell weg von ZigBee, weil es extrem 
unzuverlässig, nicht zeit-deterministisch, langsam, energiefressend und 
durch die Lizenzgebühren teuer ist. In gestörten Umgebungen (WLAN, 
Bluetooth...) bricht das Netzwerk schnell zusammen, bzw. baut sich erst 
gar nicht auf. Leider sind wir damit voriges Jahr auf der Hannover-Messe 
richtig reingefallen.
Und in der Zwischenzeit hab ich von immer mehr ehemaligen Anwendern 
gehört, dass sie kein ZigBee mehr nehmen. Die meisten (auch wir) haben 
ihr eigenes Protokoll auf IEEE 802.15.4 aufgesetzt.

Autor: Tilo F. (Gast)
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Hallo Juergen,

wenn Du nicht auf 2.4GHz angewiesen bist, so könnte das 800/900MHz 
Module von Meshnetics von interesse sein, dort ist der neue ATMEL 
AT86RF212 verbaut.

http://www.dataspherewireless.de/manufacturers/mes...

Autor: Tilo F. (Gast)
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Sorry,

direkt bei Meshnetics ist es besser

http://www.meshnetics.com/zigbee-modules/zigbit900/

Autor: Thomas (Gast)
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Bei diesem 868,6MHz Modul ist ein Duty Cycle von 1 % vorgeschrieben. 
D.H. man kann eine Sekunde senden und muss dann 99Sekunden Pause 
einhalten.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Thomas wrote:
> Bei diesem 868,6MHz Modul ist ein Duty Cycle von 1 % vorgeschrieben.
> D.H. man kann eine Sekunde senden und muss dann 99Sekunden Pause
> einhalten.

Jein.  Man kann auch listen-before-talk fahren, dann ist man von den
Duty-Cycle-Regeln befreit.  Leider hat aber die IEEE bei 802.15.4
irgendwie ,,vergessen'', LBT als mögliche Option an Stelle des
802.15.4-CCA für 868/915 MHz vorzusehen, damit fährt man mit LBT kein
strikt zu 802.15.4 konformes Protokoll mehr.  Wenn das aber nicht
stört, ist es wahrscheinlich eine sinnvolle Variante.

Autor: Thomas (Gast)
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@Jörg Wunsch

Im Frequenznutzungsplan für das relevante Band habe ich bisher nichts 
gefunden daß ein "Listen bevor talk" vom 1% duty cycle befreit.

1km übertragen ohne Repeater in realer Umgebung halte ich mit dieser 
Sendeleistung und mit DSSS von 802.15.4 für nicht realisierbar. 
Realisierbar heisst: Verfügbarkeit der Funkübertragung über 99% auf ein 
Jahr gesehen.

Autor: Thomas (Gast)
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@Jörg Wunsch
Ich muss Abbitte leisten. In der Vfg 30/2006 ist jetzt tatsächlich 
"Listen bevor talk" alternativ zu einem Dutycyle erlaubt.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Thomas wrote:

> 1km übertragen ohne Repeater in realer Umgebung halte ich mit dieser
> Sendeleistung und mit DSSS von 802.15.4 für nicht realisierbar.

Ist natürlich auch eine Frage, wie die reale Umgebung aussieht.
Wenn da nur eine Strecke mit ungestörter Freifeldsichtbarkeit zur
Überbrückung dieser Distanz dabei ist, kann es gehen.  Wenn es eine
städtisch bebaute Umgebung ist (und nicht gerade zwei Hochhausdächer :),
dann eher nicht.

Meshnetics gibt 8 km Reichweite an, allerdings vermute ich, dass das
nur mit ,,amerikanischen Verhältnissen'' machbar ist.  Das 915-MHz-
Band ist im Gegensatz zum 868-MHz-SRD-Band ja ein ISM-Band, sodass
die Forderung bezüglich Störabständen und Nebenausstrahlungen dort
geringer sind.

Autor: Morad (Gast)
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Hallo zusammen,
ich beschäftige mich seit Kurzem mit dem ZigBee, vor allem mit der 
Lokalisierung und Ortung von Personen und Ortung mit Hilfe von ZigBee.
Ich hab bereit die Hardware von der Firma Jennic.

Meine Frage ist, hat sich jemand schon mal mit der Lokalisierung und 
Ortung mit ZigBee beschäftigt?
Ich wäre jedem sehr dankbar für jede Info und hilfe.

Autor: oszi40 (Gast)
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nur mal so aus der Wiki:

...IEEE 802.15.4 wurde für den Parallelbetrieb mit WLAN und Bluetooth 
ausgelegt. Praxis-Tests zeigten im 2,45 GHz-Band Probleme bei der 
Koexistenz von IEEE 802.15.4 mit WLAN und Bluetooth. Bei Bluetooth 
erweist sich das seit der Version 1.2 eingeführte adaptive 
Frequenzhopping, das WLAN ausweicht aber dafür die verbleibenden 
Frequenzen häufiger belegt, als Störer. WLAN macht durch den stark 
gewachsenen Datenverkehr Probleme. Die Aussagekraft dieser Ergebnisse 
wird von der ZigBee-Alliance angezweifelt und durch eine 
Verträglichkeitsstudie ein Gegenbeweis angetreten....

Kurz gesagt, je mehr die Luft mit WLAN verpestet ist, desto weniger 
freie Frequenzen bleiben noch übrig für den Rest.
Besonders schön ist dieser Effekt z.B. auch auf Messen zu beobachten 
(wie oben beschrieben).

Autor: Christian R. (supachris)
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WLAN geht ja noch....aber Bluetooth ist echt fies, vor allem der 
schnelle Frequenzwechsel von Bluetooth in Verbindung mit dem Doppelten 
CCA von ZigBee....da kommt man nie raus, wenn z.B. 2 BT-Geräte in der 
Nähe intensiv Daten austauschen. Aber sowas wird von der ZigBee Alliance 
immer herunter gespielt.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Erstens verwurschtelt hier jemand ganz deutlich ZigBee und IEEE
802.15.4, zweitens ist doppeltes CCA nur bei beacon-enabled networks
da, die anderen machen nur einfaches, drittens schließlich gibt's IEEE
802.15.4 auch auf 868/915 MHz, wo WLAN und Blauzahn keine Rolle
spielen.  Ob ZigBee dort nun wirklich mitmischen will oder nicht, wird
sich zeigen.  Wenn nicht, werden sich die Anwender halt nach anderen
Netzwerk- Protokollen umsehen, 6LowPAN existiert ja zumindest bereits
deutlich jenseits der Prototypenphase.

Autor: Christian R. (supachris)
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Gibts denn auch ZigBee ohne IEEE 802.15.4? Oder wie soll ich das 
"verwurschteln" verstehen? Ich hatte es gelesen, dass das Twice CCA bei 
ZigBee nötig ist, und bei proprietären Protokollen nicht sein muss. 
Steht so irgendwo im Quelltext des MAC-Layers von TI. Kann aber sein, 
dass das falsch ist. Mit Zigbee auf der Hannover-Messe hatten wir einen 
riesen Reinfall, da war soviel Bluetooth und WLAN, da ging nicht mal der 
automatische Netzaufbau zuverlässig.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Christian R. wrote:

> Gibts denn auch ZigBee ohne IEEE 802.15.4? Oder wie soll ich das
> "verwurschteln" verstehen?

Dass CCA von der MAC-Schicht in 802.15.4 angeschoben wird.  ZigBee
selbst hat damit nichts zu tun.

> Ich hatte es gelesen, dass das Twice CCA bei
> ZigBee nötig ist, und bei proprietären Protokollen nicht sein muss.

Wie geschrieben: ZigBee kümmert sich nicht darum.  Wenn ZigBee sich
für ein beacon-enabled network entscheidet, dann muss der MAC zwei
CCAs in Folge machen, in einem non-beacon-enabled network macht er nur
eins.  Das kannste alles im 802.15.4 nachlesen, der Standard ist frei
erhältlich.

Meiner Meinung nach macht das bislang noch niemand, da insbesondere
auch in 802.15.4-2003 kein definierter Weg existierte, wie ein Router
mit zwei überlappenden Superframes arbeiten kann (von seinem überge-
ordneten coordinator einerseits, und zu seinen eigenen devices
andererseits).  Dieser Parameter ist (vermutlich auf Anregung von
ZigBee) erst im 802.15.4-2006 hinzu gekommen, der sich wiederum erst
jetzt so allmählich in den diversen Implementierungen wieder findet.

> Mit Zigbee auf der Hannover-Messe hatten wir einen riesen Reinfall,
> da war soviel Bluetooth und WLAN, da ging nicht mal der automatische
> Netzaufbau zuverlässig.

Naja, wo ein Signal dicker ist als ein anderes, lässt sich
logischerweise irgendwann nur noch eins empfangen.  In der Folge sinkt
dann einfach die effektive Reichweite.  Da 802.15.4 ein low-power-
Standard ist (um die notwendige Batterielebensdauer zu erreichen),
müsste man in der Folge wohl die Knoten dichter zueinander rücken --
oder eben auf 868/915 MHz ausweichen.  Das Nichtvorhandensein von
802.11 und Bluetooth auf 868/915 MHz ist ja letztlich das wesentliche
Totschlagargument von Z-Wave gegenüber ZigBee -- natürlich
unterschlagend, dass das ZigBee zu Grunde liegende 802.15.4 auf diesen
Bändern ebenso (seit Urzeiten) standardisiert war und ist.

Autor: BC Heiko (bcnz)
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Da muss ich wohl diesen alten Thread mal wieder aufwaermen:
Ich suche immer noch ein Modul mit dem ich 2km+ ueberbruecken kann. Da 
bietet sich 900MHz natuerlich an da ich denke dass 2.4G eher recht 
empfindlich auf Botanik reagieren wird (ist fuer draussen)
Hab schon ersfolgreich mit Zigbit900 gespielt und 700m in realistischem 
Scenario geschafft, aber das reicht einfach nicht.
Und ales was ich sonst so finde ist nicht Mesh-faehig.
Beim Atmel stack wuerde ich gerne bleiben, der scheint mir recht stabil 
zu sein, ausserdem ist deren AT-Interface einfach zu benutzen. Bin aber 
fuer Alternativen offen. Nur 100mW+ sollten es schon sein...

Danke, BC

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