智能开关应用及智能设备联网优化出坑记-智能设备2.4G WIFI连接问题排查及分析

叉_叉 07-22 13:55 关注

创作立场声明:示例1:本文所测商品为自费购入。如参加张大妈家的活动获得,我会在文中点明。坚持独立的评价观点是笔者创作的基本底线,绝不会因商品来源不同而有所偏颇,请各位放心。

继续折腾家里的智能化接入,在淘宝寻寻觅觅找到了初冠智能开关,其实本次的初衷是想找一套有完善的定时和一键控制的浴霸开关,结果同步也踏入了智能灯具的大坑,下文主要描述如何脱坑的经历。以下各类操作需要个人具有一定的强电和弱电安装维护经验,新手不建议操作,造成任何后果本人也不负责哦。

本次购入的智能开关主要为支持双控功能、WIFI通信、单火线供电的开关,为两开开关3个,一开开关2个,浴霸开关2个。其中2个两开开关组成双控,1个两开开关为单控,2个一开开关组成双控,浴霸开关分别控制2个卫生间浴霸。设备某宝图如下:

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智能开关应用及智能设备联网优化出坑记-智能设备2.4G WIFI连接问题排查及分析

根据客服提供的设备接线图,完成双控和单控开关的接入,同时在灯上并入适配器。

此处插曲一段,就是要求一个开关必须并入一个适配器,同时适配器必须在灯具1上,否则就会导致开关供电不良,此处未能探明原理,理论上适配器为电容组,主要用于防止单火开关导致低功率灯具“鬼火闪烁”的情况,但该品牌灯具不接入适配器还会导致开关供电不良的情况(表现为开关上所有指示灯微弱闪烁),建议该公司改进。双控详细接线图如下(单控和浴霸直接替换接入,无特殊要求,不放图):

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根据双控接线图,与客服沟通后了解,实际该智能开关实现双控的方式已经和一般机械开关不同,即原有的双控线不再作为双控选择线使用。在智能开关上,因火线进线(配电箱来线)和火线出线(进灯线)实际分布于2个开关86盒中,故原有双控线将被作为电源线使用,用于给双控2个开关中没有火线的一侧开关供电。双控功能经APP设置联动后,由开关通过wifi互相通讯实现两侧开关同步,进而实现双控的功能。

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以上设备安装完成,并按要求配置完WIFI SSID和双控的联动功能后,初期测试开关开闭顺畅,小爱同学控制可用,SIRI控制可用,但测试约8小时后,出现开关wifi灯闪烁掉线,双控控制延迟或失控的情况,入坑开始。

家庭内网络即主要智能设备布置情况如下图,蓝色为MESH组网WIFI系统,主要设备为:

  1. TPLINK 7650 内3天线 1台-主路由置于弱电箱内

  2. TPLINK 7661 外6天线 1台-子路由置于客厅电视柜

  3. TPLINK 7650 改装内2外1天线 1台-子路由置于书房

  4. TPLINK 7632 外4天线一体机 1台-子路由置于主卧

回程(回传)方式全部为有线回传,不存在占用WIFI信道和带宽问题,全屋无死角覆盖5G WIFI信号,手机测试可以跑满300M宽带速度。

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理论上在该种覆盖条件下,不应存在智能设备延迟大或掉线情况,此处开始分析可能发生掉线的原因,依据当时思路顺序排查发现情况如下:

经多次开关测试后发现:操作控制入户门侧开关,经常出现走廊开关无法收到双控信号的情况;但操作走廊侧开关,入户门侧开关虽有延迟但基本能受控。根据网络信号Rx和Tx分开的原则,可以断定,操作走廊开关时,客厅路由器为发射端时,入户门侧为接收端,发射端天线多信号强,故操作受控;当操作入户门侧开关时,入户门侧开关为发射端,发射信号能力差,丢包,导致走廊侧开关无法受控。即主要问题为客厅侧3个开关,信号传输不良。

1、智能开关本身信号发射接收能力差,天线增益差或墙盒内屏蔽信号较大。

2、路由器本身2.4G信号能力差。

经查询百度,客厅TPLINK 7661路由器6个天线中,有2个天线为2.4G wifi天线,4个为5G wifi天线。

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初步考虑开关信号发射接收能力改进难度较大,遂更换客厅路由器为TPLINK XDR 3230 8天线路由器,其中4个天线为2.4G wifi,4个为5G wifi天线,其中2.4G 天线具有独立功放芯片,理论上强力很多。

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设备更换后,经24小时测试,仍出现开关延迟较大或掉线情况,此处意识到情况比较复杂,故开始考虑其他可能性。

恰好手头有一部比较老旧的智能手机,只支持2.4Gwifi,使用该手机测试发现,在连接wifi后,手机WIFI连接显示带宽只有30~80Mbps左右,且打开新闻或抖音延迟非常巨大或无法打开,考虑到路由器分配wifi带宽一般采取按需分配或平均分配,智能手机作为大流量设备,理论上应该会分配较大带宽和响应空间,发生手机无法联网情况,即考虑可能出现的情况为:

1、客厅2.4G wifi信道干扰。

2、客厅2.4G wifi带宽占用大,忙碌

3、主路由负载过高,背板带宽用尽,CPU满载。

顺序测试上述可能的情况,测试情况如下:

1、调整2.4G wifi信道,分别测试中国区域的信道1、6、11信道,测试结果为,更改信道后无明显改善;分别测试频段20MHz和40Mhz(20信号强,40速度快),无明显改善。故考虑第2因素。

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2、测试2.4G wifi带宽消耗情况,开启电脑,并wifi连接客厅路由器,PING 5个智能开关,发现5个开关均有不同程度的丢包和大延迟情况,其中3个入户门侧开关,丢包率可达30%。断开客厅、餐厅、家门口3个接入客厅主路由的摄像头电源后,客厅无大流量wifi信号,智能开关ping值和丢包有明显改善,丢包率降低至97%,延迟下降到3~150ms左右,为可用范围。即可知带宽占用为智能设备延迟和掉线的原因

3、此处即考虑主要问题为客厅区3个摄像头传输视频信号至书房的录像机,占用大量带宽,但考虑到客厅路由器本身性能较强,不太可能因为3个摄像头的流量导致带宽用尽,故考虑最可能的情况为主路由背板传输能力有限,家中7个摄像头总流量汇聚导致主路由负载过高。

遂将此前从客厅替换下的TPLINK 7661路由器,替换弱电箱内7650路由器,考虑7661路由器CPU更强,内存更大,交换能力更优。替换完成后,联通摄像头,测试智能开关PING情况,测试结果为丢包率80~90%,延迟大于没有摄像头的情况。即考虑,主要原因仍为摄像头和录像机带宽占用主路由背板传输能力问题。

为减少摄像头经主路由传输至录像机的情况,考虑到客厅路由器接入摄像头数量最多,性能最强,遂将录像机移至客厅路由器连接,即客厅区4个摄像头信号可直接通过客厅路由器传输至录像机,不经过主路由。更换录像机连接位置后,智能开关丢包率明显改善,延迟恢复正常。至此出坑完成。最终设备连接图如下。

智能开关应用及智能设备联网优化出坑记-智能设备2.4G WIFI连接问题排查及分析

经过以上出坑经历,总结2.4G wifi管理如下:

1、2.4G WIFI带宽带载能力较差,家中有大流量2.4G传输的设备时,需要考虑单个路由器的2.4GWIFI带载能力,否则可能导致低流量的智能设备被强占带宽,导致掉线或者延迟大。

2、家中有大流量的内部传输带宽情况,如本人家中7个摄像头经wifi入主路由,最后汇聚至书房监控录像机,可能导致MESH主路由负载过高,进而导致低流量的智能设备发包被直接丢弃,导致设备掉线或延迟大。

3、若全屋有较多智能设备接入时,应考虑更换多天线和性能更强的路由器,以免因信号不佳,设备频繁重连,导致的路由器负载升高。

对厂家提出的改进意见如下:

1、双控智能开关通过wifi实现双控的方式,不是非常合理,建议考虑双控互联加载在双控线上通讯实现。

2、开关本身PCB印刷天线较小,考虑应该加大天线。

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3、天线表面覆盖的绝缘漆对信号有屏蔽作用,建议调整,本人将其中一个开关的绝缘漆刮开后,信号强度从-71提升至-45。

4、开关必须搭配适配器的问题,考虑改善。

整体评价如下:

1、开关造型精致,性价比较高,相对一般智能开关白面板,给客户提供更多选择。

2、APP和互联功能比较完善,智能音箱控制顺畅,siri兼容良好。

3、客服服务周到,有问必答,这是解决问题和用户体验非常重要的一环。

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