Evaluando el alcance de ZigBee para sistemas de seguimiento en circuitos de obstáculos

En un caso de estudio reciente, un operador de circuito de obstáculos fitness buscaba enriquecer datos de concursantes con métricas en tiempo real como velocidad máxima, elección de ruta y tiempo transcurrido. Su equipo —ingenieros eléctricos de oficio— decidió prototipar un sistema de seguimiento inalámbrico una tarde de domingo, probando diversas tecnologías para determinar cuál podía cubrir fiablemente el circuito multi-campo.

Aquí nos centramos en ZigBee, un protocolo de malla de baja potencia y baja tasa ampliamente usado en redes de sensores. Calculamos su alcance máximo práctico dada una antena transmisora en el segundo piso y un receptor ubicado a un metro sobre el suelo en el aparcamiento.

Alcance esperado de ZigBee

Detalles del despliegue:

• Altura antena TX: 6 m (segundo piso)
• Potencia TX: 18 dBm
• Ganancia antena TX: 0 dB
• Frecuencia: 2400 MHz
• Altura antena RX: 1 m (aparcamiento)
• Ganancia antena RX: –6 dB
• Pérdida estructural: 11 dB (a través de muro de bloque de mampostería de 8")
• Sensibilidad receptor: –102 dBm
• Margen: 20 dB

Usando la fórmula estándar de presupuesto de enlace, el alcance resultante es 291 m. Aunque respetable, esta distancia queda corta para cubrir circuitos de obstáculos que abarcan varios campos de fútbol.

Incluso una antena ubicada centralmente estiraría el alcance de ZigBee, pero los 291 m calculados siguen siendo un factor limitante para diseños expansivos. En consecuencia, el equipo exploró alternativas como Bluetooth LE y 6LoWPAN, que prometen alcances efectivos más largos.

Para ver cómo logramos más de 2.500 m con los mismos supuestos en nuestros propios sistemas, haz clic en el enlace abajo.