🏢 Mô Hình Tòa Nhà 5 Tầng (15.0m × 6.0m × 16.0m)
Camera:
X-Ray:
GW:
RSSI > -95 dBm (Rất tốt)
-110 đến -95 dBm (Tốt)
-122 đến -110 dBm (Yếu / Biên hẹp)
Tia 2-chặng qua Repeater
Điểm đâm xuyên sàn bê tông
Trần thạch cao (+1.8dB)
Đồ nội thất & Cửa (+1.2dB)
Xuyên qua khoảng mở thang bộ
🚨 Kích Hoạt Thử Nghiệm Báo Cháy
Khẩn Cấp
Nhấn nút để kích hoạt tình huống khẩn cấp tại phòng P.502 (Tầng 5) - vị trí xa nhất và chịu suy hao nặng nhất trong tòa nhà:
📊 Thông Số Năng Lượng (Semtech SX1262)
Time on Air (ToA)
164.9 ms
Payload 16B (SF9, BW 125k)
Độ Nhạy Thu SX1262
-129.5 dBm
Ngưỡng tối thiểu (BW 125kHz)
Dòng Trung Bình Thực Tế
70.0 µA
Đo thực tế tại 10dBm SF7
Năng Lượng / 1 Lần Phát
12.8 mJ
3.6V × 21.5mA × 165ms
DỰ BÁO TUỔI THỌ PIN (HEARTBEAT 4 PHÚT):
14.3 Năm
LiSOCl2 ER14505 2700mAh (4 phút/lần = 360 gói/ngày)
Hạn mức thực tế an toàn: 7 - 10 năm
🎯 5 Kịch Bản Mô Phỏng Thử Nghiệm
Bấm để chuyển nhanh
🔴 1. Hiện Tại (10 dBm, SF7, GW Tầng 1)
Cả 2 đầu dùng anten lò xo AH1G.302 (-3.8dBi). Rớt sóng T4 & T5 (Âm biên -11dB).
🟡 2. Tăng Pwr (14 dBm, SF7, GW Tầng 1)
Tăng công suất phát lên 14 dBm. T4 thông, T5 vẫn chạm mép độ nhạy (-131 dBm).
🟢 3. Tối Ưu (14 dBm, SF9, GW Tầng 3) ⭐
Chuyển GW lên T3 (giữa nhà) + SF9. Xanh toàn bộ 10 phòng (Margin +22dB), Pin > 3 năm!
🔵 4. Thử Tần Số 433 MHz
Bước sóng dài xuyên bê tông tốt hơn ~6.6 dB, nhưng anten kích thước lớn gấp đôi.
🟣 5. Thêm Repeater T3 (10 dBm, SF7, T1+T3) 🚀
Giữ nguyên 10dBm SF7 cho đầu báo, bổ sung 1 Repeater cắm điện T3 (2 anten ngoài +3dBi).
📸 Hình Ảnh & Thông Số Thực Tế Thiết Bị
Phần Cứng Thật
1. GATEWAY TRUNG TÂM
Tủ Báo Cháy Đỏ
• Chip SX1262 LoRa
• Nguồn AC 220V + Ắc quy
• Anten lò xo AH1G.302 (-3.8 dBi)
• Nguồn AC 220V + Ắc quy
• Anten lò xo AH1G.302 (-3.8 dBi)
2. ĐẦU BÁO KHÓI
End Device Tròn
• Chip SX1262 LoRa
• Pin LiSOCl2 ER14505 2.7Ah
• Anten lò xo AH1G.302 (-3.8 dBi)
• Pin LiSOCl2 ER14505 2.7Ah
• Anten lò xo AH1G.302 (-3.8 dBi)
3. LORA REPEATER
Bộ Lặp Cắm Điện
• Cùng Chip SX1262
• Cắm tường 220V AC
• 2 Anten ngoài (+3.0 dBi)
• Cắm tường 220V AC
• 2 Anten ngoài (+3.0 dBi)
📻
Bộ Lặp Sóng LoRa Repeater (220V AC)
🕹️ Điều Khiển Tọa Độ Gateway 3D
Kéo thả 3D / Slider
Tọa Độ Gateway 3D:
X: 7.5m | Y: 7.8m | Z: 3.0m
Vị Trí Hiện Tại:
Tầng 3 (Hành lang)
Trục X (Dọc chiều dài nhà):
7.5 m
Phòng Trước (A)
Hành lang giữa
Phòng Sau (B)
Trục Y (Cao độ thẳng đứng):
7.8 m (Tầng 3)
Tầng 1
Tầng 2
Tầng 3
Tầng 4
Tầng 5
Trục Z (Chiều sâu không gian):
3.0 m (Giữa nhà)
Mặt Trước (Z=0.5m)
Trọng Tâm (Z=3.0m)
Vách Sau (Z=5.5m)
Chọn nhanh vị trí đặt Gateway:
💡 Mẹo 3D: Bạn có thể nhấn giữ chuột trái trực tiếp lên biểu tượng Gateway trong canvas 3D để kéo thả tự do theo mọi góc nhìn!
⚙️ Điều Khiển Tham Số RF (SX1262 PHY)
Công suất phát End Device (TX Power):
10 dBm (~10 mW)
Spreading Factor (SF):
SF7
Độ dài Tiền tố (Preamble Length):
64 symbols (Chuẩn EMIC)
Hệ thống thực tế EMIC GL302A dùng 64 symbols (~70ms @ SF7) để Gateway chia sẻ thời gian (Time-Slicing / CAD) nghe cả kênh Vận hành CH2 và kênh Backbone Mesh CH1.
Băng thông (BW):
Tần số vô tuyến:
Anten Đầu Báo (End Device):
AH1G.302 Cách Xa Pin + Song Song (-3.8 dBi)
Cấu hình thực tế: Pin đặt xa anten triệt tiêu dòng Foucault kim loại. Vỏ ABS chỉ kéo lệch nhẹ tần số. Hai anten đặt nằm ngang song song (0 dB lệch phân cực, búp sóng đỉnh vuông góc xuyên sàn). Net Gain: -3.8 dBi.
Anten Gateway (Bộ Thu Trung Tâm):
AH1G.302 Lò Xo Nằm Ngang (-3.8 dBi)
Hiện trạng thực tế: Cả Gateway và Đầu Báo đều dùng chung anten lò xo AH1G.302 nằm ngang. Tổng độ lợi 2 đầu = -7.6 dBi (hụt 6.3 dB tại Gateway so với anten que ngoài).
💡 Đánh Giá Hệ Thống Khi Cả Gateway Và Đầu Báo Đều Dùng Chung Anten Lò Xo AH1G.302:
• 1. Tổng độ lợi anten 2 đầu (TX + RX Gain) = -7.6 dBi: Do cả Gateway và Đầu Báo đều dùng anten lò xo thu nhỏ ($-3.8\text{ dBi}$ mỗi đầu), tổng độ lợi vô tuyến chỉ là -7.6 dBi (hụt tới 11.9 dB so với cặp anten que chuẩn $+2.15\text{ dBi}$ và hụt 6.3 dB so với khi Gateway dùng anten que ngoài 2.5 dBi). Đây là nguyên nhân then chốt giải thích vì sao thực tế tại $10\text{ dBm}, SF7$, Gateway đặt ở Tầng 1 hoàn toàn không thể bắt được sóng Tầng 4 và Tầng 5!
• 2. Vì sao 10 dBm + SF7 bị "chết sóng" ở Tầng 5? Tổng suy hao xuyên 4 sàn bê tông + tường + cự ly lên tới ~138 dB. Với anten lò xo 2 đầu: $\text{RSSI} = 10 - 3.8 - 3.8 - 138 = \mathbf{-135.6\text{ dBm}}$, trong khi độ nhạy thu SF7 chỉ là $\mathbf{-124.5\text{ dBm}}$ (âm biên độ tới -11.1 dB)!
• 3. Hai Giải Pháp Khắc Phục Triệt Để:
🔹 Giải pháp 1 (Khuyên Dùng Nhất - Không Tốn Chi Phí): Tăng phát lên 14 dBm + SF9 VÀ chuyển vị trí Gateway lên Tầng 3 (giữa nhà). Khoảng cách tối đa chỉ còn 2 sàn bê tông (-28 dB suy hao), RSSI đạt -107 dBm, Margin +22 dB (Xanh toàn bộ 10 phòng), pin vẫn dùng > 3.08 năm!
🔹 Giải pháp 2 (Nâng Cấp Phần Cứng Gateway): Chỉ cần thay riêng 1 anten của Gateway thành anten que ngoài $2.5\text{ dBi}$ nằm ngang (bấm thử nút xanh bên trên) $\implies$ toàn bộ 10 đầu báo được cộng ngay +6.3 dB mà không cần tháo hay sửa bất kỳ đầu báo nào!
• 1. Tổng độ lợi anten 2 đầu (TX + RX Gain) = -7.6 dBi: Do cả Gateway và Đầu Báo đều dùng anten lò xo thu nhỏ ($-3.8\text{ dBi}$ mỗi đầu), tổng độ lợi vô tuyến chỉ là -7.6 dBi (hụt tới 11.9 dB so với cặp anten que chuẩn $+2.15\text{ dBi}$ và hụt 6.3 dB so với khi Gateway dùng anten que ngoài 2.5 dBi). Đây là nguyên nhân then chốt giải thích vì sao thực tế tại $10\text{ dBm}, SF7$, Gateway đặt ở Tầng 1 hoàn toàn không thể bắt được sóng Tầng 4 và Tầng 5!
• 2. Vì sao 10 dBm + SF7 bị "chết sóng" ở Tầng 5? Tổng suy hao xuyên 4 sàn bê tông + tường + cự ly lên tới ~138 dB. Với anten lò xo 2 đầu: $\text{RSSI} = 10 - 3.8 - 3.8 - 138 = \mathbf{-135.6\text{ dBm}}$, trong khi độ nhạy thu SF7 chỉ là $\mathbf{-124.5\text{ dBm}}$ (âm biên độ tới -11.1 dB)!
• 3. Hai Giải Pháp Khắc Phục Triệt Để:
🔹 Giải pháp 1 (Khuyên Dùng Nhất - Không Tốn Chi Phí): Tăng phát lên 14 dBm + SF9 VÀ chuyển vị trí Gateway lên Tầng 3 (giữa nhà). Khoảng cách tối đa chỉ còn 2 sàn bê tông (-28 dB suy hao), RSSI đạt -107 dBm, Margin +22 dB (Xanh toàn bộ 10 phòng), pin vẫn dùng > 3.08 năm!
🔹 Giải pháp 2 (Nâng Cấp Phần Cứng Gateway): Chỉ cần thay riêng 1 anten của Gateway thành anten que ngoài $2.5\text{ dBi}$ nằm ngang (bấm thử nút xanh bên trên) $\implies$ toàn bộ 10 đầu báo được cộng ngay +6.3 dB mà không cần tháo hay sửa bất kỳ đầu báo nào!
📐 Cấu Hình Kích Thước Tòa Nhà (Nhà Ống VN)
Mẫu thiết kế kiến trúc:
🏛️ Thang Giữa
Kiểu dáng cầu thang:
🪜 Chữ U (2 vế)
Số tầng tòa nhà:
5 Tầng (Chuẩn)
Chiều cao mỗi tầng (Floor Height):
3.2 m / tầng
Thấp (2.8m)
Nhà phố tiêu chuẩn (3.2m)
Cao thoáng (4.0m)
Chiều dài nhà - Trục X (Length):
15.0 m
Nhà ngắn (10m)
Tiêu chuẩn (15m)
Nhà sâu dài (25m)
Chiều rộng mặt tiền - Trục Z (Width/Depth):
6.0 m
Nhà hẹp 4m
Chuẩn 5m - 6m
Biệt thự phố 8m
Độ rộng giếng trời / Thang bộ:
2.2 m
📐 Quy mô: 5 Tầng (15m × 6m × 16m)
Tổng: 450 m² | 10 đầu báo
🏢 Tham Số Suy Hao & Chu Kỳ Pin
Sàn bê tông cốt thép (chung cư/nhà kiên cố):
22 dB / sàn (20–30 dB)
Sàn mỏng (15 dB)
Chung cư / Nhà kiên cố (20–30 dB)
Sàn dày >150mm (35 dB)
🏢 Thép bên trong hấp thụ và phản xạ mạnh, độ dày 100–150 mm làm tín hiệu giảm nhanh (20–30 dB mỗi tầng).
Thạch cao gắn với sàn bê tông:
+3.5 dB / trần (3–6 dB)
(Hạ trần 33cm, che dầm BTCT & ty ren sắt)
Thạch cao đơn (1.5 dB)
Gắn sàn bê tông + Khung U/C (3–6 dB)
Dày / Cách âm (8.0 dB)
💡 Thạch cao bản thân suy hao thấp, nhưng nếu gắn vào bê tông thì tổng suy hao tăng lên 3–6 dB.
Cửa gỗ / Lan can gỗ & Đồ nội thất:
+2.5 dB / vật cản (2–5 dB)
(Tủ lớn 2.2m, giường nệm, cửa gỗ phòng)
Gỗ mỏng (1.0 dB)
Cửa gỗ / Lan can gỗ (2–5 dB)
Gỗ đặc dày (6.0 dB)
🚪 Gỗ hấp thụ một phần nhưng không có kim loại, nên suy hao thấp (2–5 dB). Kính ngăn phòng thường trong suốt với sóng vô tuyến (2–4 dB).
Vách ngăn tường / phòng (gạch, xi măng):
8 dB / tường (8–15 dB)
Tường mỏng / có cửa (4–6 dB)
Tường gạch đặc / xi măng (8–15 dB)
Tường đôi 220mm (20 dB)
🧱 Tường gạch đặc gây suy hao trung bình (8–15 dB); tường mỏng hoặc có cửa sẽ giảm ít hơn.
Chu kỳ gửi tin Heartbeat kiểm tra pin:
4 phút / lần (360 lần/ngày)
Loại Pin End Device:
📋 Bảng Trạng Thái Link Budget 10 Đầu Báo (Real-time)
| Vị trí | Khoảng cách | Vật cản | RSSI | SNR (dB) | Margin | Trạng thái |
|---|
💡 Quy Định Về Ngưỡng Thu Vô Tuyến SX1262 (Sensitivity Threshold):
• Ngưỡng độ nhạy thu (Sensitivity Threshold): Tại băng thông 125 kHz:
- SF7: -124.5 dBm (Ngưỡng SNR: -7.5 dB)
- SF8: -127.0 dBm (Ngưỡng SNR: -10.0 dB)
- SF9: -129.5 dBm (Ngưỡng SNR: -12.5 dB)
- SF10: -132.0 dBm (Ngưỡng SNR: -15.0 dB)
• Biên độ an toàn (Link Margin): Margin = RSSI - Sensitivity. Nếu Margin > 10 dB, kết nối ổn định tuyệt đối; Margin từ 0 đến 10 dB hoạt động nhưng dễ chập chờn khi có thêm người/vật cản; Margin < 0 dB là rớt gói hoàn toàn.
• Ngưỡng độ nhạy thu (Sensitivity Threshold): Tại băng thông 125 kHz:
- SF7: -124.5 dBm (Ngưỡng SNR: -7.5 dB)
- SF8: -127.0 dBm (Ngưỡng SNR: -10.0 dB)
- SF9: -129.5 dBm (Ngưỡng SNR: -12.5 dB)
- SF10: -132.0 dBm (Ngưỡng SNR: -15.0 dB)
• Biên độ an toàn (Link Margin): Margin = RSSI - Sensitivity. Nếu Margin > 10 dB, kết nối ổn định tuyệt đối; Margin từ 0 đến 10 dB hoạt động nhưng dễ chập chờn khi có thêm người/vật cản; Margin < 0 dB là rớt gói hoàn toàn.