Évaluation de la portée ZigBee pour systèmes de suivi parcours d'obstacles

Dans une récente étude de cas, un opérateur de parcours d'obstacles fitness cherchait à enrichir les données des concurrents avec des métriques temps réel comme vitesse de pointe, choix de route et temps écoulé. Leur équipe — ingénieurs électriciens de métier — a décidé de prototyper un système de suivi sans fil un après-midi de dimanche, testant diverses technologies pour déterminer laquelle pouvait couvrir fiablement le parcours multi-terrains.

Ici, nous nous concentrons sur ZigBee, un protocole maillé à faible puissance et faible débit largement utilisé dans les réseaux de capteurs. Nous calculons sa portée maximale pratique donnée une antenne émettrice au deuxième étage et un récepteur situé à un mètre au-dessus du sol dans le parking.

Portée ZigBee attendue

Détails du déploiement :

• Hauteur antenne TX : 6 m (deuxième étage)
• Puissance TX : 18 dBm
• Gain antenne TX : 0 dB
• Fréquence : 2400 MHz
• Hauteur antenne RX : 1 m (parking)
• Gain antenne RX : –6 dB
• Perte structure : 11 dB (à travers un mur de maçonnerie de 20 cm)
• Sensibilité récepteur : –102 dBm
• Marge : 20 dB

En utilisant la formule standard de budget de liaison, la portée résultante est 291 m. Bien que respectable, cette distance ne suffit pas à couvrir des parcours d'obstacles s'étendant sur plusieurs terrains de football.

Même une antenne centralement située étendrait la portée de ZigBee, mais les 291 m calculés restent un facteur limitant pour les layouts expansifs. Par conséquent, l'équipe a exploré des alternatives comme Bluetooth LE et 6LoWPAN, qui promettent des portées effectives plus longues.

Pour voir comment nous atteignons plus de 2 500 m avec les mêmes hypothèses dans nos propres systèmes, cliquez sur le lien ci-dessous.