Hallo. Mal ne Laienfrage: Ich habe habe zwei Zigbee ähnliche Module die eine Entfernungsmessung durchführen.Diese Module haben eine Omnidirektionale Antenne. Wenn ich die Module auf meinen Holzboden lege, dann habe ich die geringsten Fehler in meinen Messungen. Je höhe ich mit beiden Modulen gehe (beide gleiche höhe und gleiche Antennenausrichtung), desto grösser wird der Fehler. Hätte eigentlich vermutet dass der Fehler in direkter Bodennähe grösser ist, wegen den Reflexionen. Leider fehlt mir wohl das notwendige Verständniss bezüglich Antennen und Signalausbreitung. Wer erklärt mir warum das so ist? Danke vorraus!
Das direkte Umfeld der Antennen wirkt sich auf die Antennenanpassung aus. In dem Fall ist die Anpassung wahrscheinlich eher schlecht, und wird durch den Boden (wohl eher zufällig) verbessert.
Du müsstest denjenigen fragen, der das Messverfahren entwickelt hat. Hängt ja stark davon ab, was er denn genau auswertet. Ein Holzboden reflektiert übrigens vergleichsweise wenig.
Bei Zigbee, genauer: bei den 802.15.4-Controllern, kann nur die Feldstärke ausgewertet werden. Erst mit dem UWB-Standard wird man die Signallaufzeit (aktives Echo) auswerten können. Die Feldstärke ist im Nahfeld und in Gebäuden ohnehin alles andere als geeignet. Polarisations- und Interferenzeffekte tragen wesentlich zur Verunsicherung bei. Im Freien sollte es allerdings ganz passabel funktionieren können. Je mehr Stationen mit bekannten Koordinaten allerdings vorhanden sind, umso besser wird die Standortbestimmung. Es findet auch (bei den Controllern mit 'location engine') eine Glättung der Feldstärkewerte statt, die bei Bewegung etwas für corriger la fortune sorgt. Der Holzfußboden wird ggf. zur Beruhigung des Interferenzbildes beitragen, da Holz auch mit geringem Wasseranteil in diesem Frequenzbereich noch gut absorbiert. Eine Lösung ist das aber bestimmt nicht. Man kann auch ein Stück Holz in einen Hohlleiter schieben. Das ist dann ein ziemlich gut angepasster Abschlusswiderstand ...
df1as schrieb: > Bei Zigbee, genauer: bei den 802.15.4-Controllern, kann nur die > Feldstärke ausgewertet werden. Warum sollte man nichts anderes auswerten können? Oder wolltest du nur darauf hinaus, dass nichts weiter standardisiert ist?
Die Zeitauflösung für eine Echo-Auswertung reicht nicht aus. Das kann man nicht mehr in S/W erledigen, die RF-Units müssten schon diese Eigenschaft aufweisen. Bei UWB ist das speziell für diesen Fall (Ortung) vorgesehen, bei den 2,45-GHz-Teilen nicht. Mit der Feldstärke geht es so einigermaßen nur mit trigonometrischer Hilfe (>= 3 Feststationen mit bekannten Koordinaten). Durch Interferenzen kann man von der totalen Auslöschung eines Signals bis hin zur Verdopplung der Spannung alles hinbekommen. Auch bei Polarisationsverschiebung um 90° gibt es theoretisch eine Auslöschung des Signals. Dem kann man mit gemischt zirkularer und linearer Polarisation nur zum Teil entgegenwirken. Zirkular rundstrahlend wäre schwer realisierbar. Am besten eignet sich daher noch allseitig vertikale Polaristaion (außer bei Schlitzantennen). Häufig findet man bei Ortungssystemen für den Nahbereich gemischte HF-/Ultraschall-Lösungen.
http://cricket.csail.mit.edu/ So ein ähnliches System hatte ich mal mit einem Chipcon CC2430/31 zusammen betrieben. War jedenfalls um Größenordnungen genauer als die Lösung mit den location engines vom CC2431.
df1as schrieb: > Die Zeitauflösung für eine Echo-Auswertung reicht nicht aus. Das kann > man nicht mehr in S/W erledigen, die RF-Units müssten schon diese > Eigenschaft aufweisen. Das ist richtig, hat aber trotzdem noch nichts mit UWB zu tun. Auch ohne UWB kann man doch in der Hardware eine entsprechende Zeit- oder Phasenmessung implementieren, oder was habe ich da übersehen?
UWB bzw. die UWB-Chips sind nur ein Beispiel. Es ist drei, vier Jahre her, dass ich mit 802.15.4 experimentiert hatte. Ich meine aber, dass es auch aktuell keine Funktionserweiterungen diesbezüglich für 2,45-GHz-Chips gibt. Ob mit oder ohne location engines, die nehmen immer noch die Empfangsfeldstärke. Außer BT low-energy vielleicht (?) - oder man baut alles selbst. Klar, dann könnte man so ziemlich alles machen.
Hi Omi, das Problem liegt in der endlichen Auflösung = Zieltrennung des Entfernungsmeßverfahrens im Zusammenspiel mit Mehrwegeausbreitung. Kernproblem fast jeder Funkentfernungsmessung in realer Wohn- oder Industrieumgebung. Die Auflösung Deines "Radar" Systems liegt im Bereich dr = c0 / 2B. Die Bandbreite ist im 2,4 GHz ISM Bereich bei Nutzung vernünftiger Sendeleistungen auf 100MHz gesetzlich begrenzt. Bei angenommenen B=50MHz entspräche das 3m. Mehrwegesignale die weniger als diese 3m Unterschied haben können dann nicht mehr auseinandergehalten werden. Dummerweise reflektiert aber in Gebäuden vieles besser, als man glaubt. Besonders der Fußboden. Wenn Deine Module auf dem Boden liegen erreicht das Signal Sender und Empfänger auf kürzestem Wege. Die Reflexion an der Raumdecke ist wahrscheinlich schon mit so einem großen Wegunterschied belegt, dass sie als Mehrwege / Multipathsignal identifiziert werden könnten - daher misst Du da erstmal die erwartete Entfernung. Wenn Du nun die beiden Module einige zig Zentimeter über dem Boden betreibst, wird der "Empfänger"* ein eintreffendes Signal aus direkter Sendersicht sehen und ein , länger gelaufenes, über den Boden reflektiertes. Dann ist das Malheur da. Zusätzlich zu dem Auflösungsproblem gibt es dann je nach System auch noch direkte Überlagerungen bis hin zu Auslöschungen direkt am Empfänger, diese sind bei konstanter Höhe über dem Boden sehr schön periodisch meßtechnisch nachweisbar (schon selbst gemacht ...). Mehr Genauigkeit geht nur mit deutlich höherer Bandbreite : "UWB" mfg Maik DG3OMH * Es werden ja wahrscheinlich bidirektionale Verbindungen sein, ich vermute mal Chipcon o.ä.
df1as schrieb: > Ich meine aber, dass > es auch aktuell keine Funktionserweiterungen diesbezüglich für > 2,45-GHz-Chips gibt. Nanotron? Viel konnte ich auf Anhieb nicht über deren Messprinzip erfahren, aber mir dünkt, die nutzen nicht nur RSSI. Maikh schrieb: > Die Bandbreite ist im 2,4 GHz ISM Bereich bei Nutzung vernünftiger > Sendeleistungen auf 100MHz gesetzlich begrenzt. Es sind sogar nur 80 MHz. Im Afu-Band hätten wir ein bisschen mehr.
Jörg Wunsch schrieb: > Nanotron? Viel konnte ich auf Anhieb nicht über deren Messprinzip > erfahren, aber mir dünkt, die nutzen nicht nur RSSI. http://www.nanotron.com/EN/events/presentations/Schlichting-Wireless-Technologies-190907.pdf (Man schenke Herrn Dr. Schlichting bitte einen Koffer mit Koppelstrichen ...) Und wo wir mit 802.15.4a wieder bei UWB angekommen wären.
df1as schrieb: > Und wo wir mit 802.15.4a wieder bei UWB angekommen wären. Eine spektrale Breite von 80 MHz würde ich noch nicht als UWB verstehen.
In der Ausgangsfrage ging es um Zigbee, das auf 802.15.4 aufsetzt. Dort wird nur die Feldstärke ausgewertet. 802.15.4a spezifiziert CSS (2,45 GHz; Nanotron) oder eben UWB.
df1as schrieb: > In der Ausgangsfrage ging es um Zigbee Nein, er schrieb "Zigbee-ähnliche Module". Im weiteren hatte ich mich nur dagegen gewehrt, dass es "nur mit UWB" möglich sei und dass alle anderen "nur RSSI auswerten". Aber was die Module denn genau tun, weiß er ja offenbar selbst nicht.
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