比较 nRF21540 DK 和 nRF52840 DK 的低功耗蓝牙范围二

fugoog

扫描仪无线电上的 TX 功率设置为 0dBm，nRF21540 RF FEM 功率放大器增益设置为 20dBm。也就是说，总 TX 功率应为 （0 dBm + 20dBm =） +20dBm，这应该在设备启动初始化时的日志中可见。值得注意的是，由于扫描仪使用的是 nRF21540DK，因此与 nRF52540 DK 相比，LNA 将始终将 RX 灵敏度提高约 5 dB。LNA 没有旁路。当从 nRF52840DK 和 nRF21540DK 接收广告数据包时，这种额外的 RX 灵敏度将是相同的，也就是说，所实现的范围在发射器能力方面仍然具有可比性。构建扫描仪并将其闪存到 nRF21540 DK 中，并在远离固定广告商的同时随身携带此扫描仪。不要忘记，当手持扫描仪的 Z+ 平面朝向固定广告商时，可以获得最佳接收效果。按照应用程序构建教程中所述，构建并刷写 （到21540_DK） 扫描程序。我测试的方法是，我一次步行/开车 100 米，然后握住扫描仪，使其 Z+ 平面面向广告商，以查看 LED 1 和 2 是否仍然闪烁，以确认 adv 数据包此时仍然可见。如果是，那么我更进一步并重复该过程，直到两个 LED 中的一个完全停止闪烁。此时，我们知道我们已经越过了扫描仪无法从广告商那里接收任何广告数据包的范围，该广告数据包链接到停止闪烁的 LED。

广告商已修改蓝牙 LE 外围设备 UART：（nRF_52840_8dBm） adv_nRF_52840_8dBm.zip

广告主很简单，它把设备名称设为 “nRF_52840_8dBm”，设无线电发射功率为 +8dBm，并广播完整的设备名称作为其广告数据。它还将 NUS（北欧 UART 服务）的 UUID 作为额外的扫描响应数据进行公布，但我们在此测试中不使用这些额外的数据，当设备正在公布并且 LED 闪烁频率是固定的时，广告商上的 LED 1 会闪烁。LED 1 闪烁频率与广告间隔不同。这个 LED 闪烁只是为了提供视觉帮助，让我们知道广告商正在正确地进行广告宣传。

将上述项目固定在该位置，使其 Z+ 平面朝向您手持扫描仪将要离开的方向。我走到离广告商一百米远的地方，停下来，把扫描仪 DK 举起来，它的 Z+ 平面朝向广告商的方向。如果您手持的扫描仪上的 LED 1 仍在切换其状态，则它仍然能够接收来自我们广告商的数据包。然后，您可以走到 100 米远的地方停下来，测试扫描仪 LED 1 是否仍在切换其状态。您可以重复此过程，直到您看到扫描仪 LED 1 不再切换。这是一个视觉证明，让我们知道扫描仪无法再接收来自广告商的数据包。然后您就知道您已经超出了固定广告商和您手中扫描仪之间的通信范围。

凭借 +8dBm 的最大 SoC 输出，我能够在 nRF52840 DK 套件上使用单向通信获得 1.62 公里的范围。

修改后的蓝牙 LE 外设 UART：（nRF_21540_20dBm） adv_nRF21540_20dBm.zip

广告商非常简单。它将设备名称设置为“nRF_21540_20dBm”，无线电 TX 功率设置为 0dBm，FEM PA 增益设置为 20dBm。此广告商的总 TX 功率为 +20 dBm。广播数据使用完整的设备名称作为其通告数据。当设备正在投放广告时，广告主上的 LED 指示灯 1 会闪烁，并且 LED 指示灯的闪烁频率是固定的（与广告间隔不同）。扫描仪在收到来自该广告商的广告数据包时应切换 LED2。

将广告商与上述项目一起闪入 nRF21540 DK 并固定在一个位置，其 Z+ 平面朝向您手持扫描仪将要离开的方向。我开车离广告商一百米远，停下来，把扫描仪 DK 举起来，它的 Z+ 平面面向广告商的方向。如果您持有的扫描仪上的 LED2 仍在切换其状态，则它仍然能够接收来自我们广告商的数据包。然后，您可以行驶 100 米以上停下来并测试扫描仪 LED2 是否仍在切换其状态。您可以重复此过程，直到您看到扫描仪 LED2 不再切换。这是一个视觉证明，让我们知道扫描器无法再接收来自广告商的数据包。然后您就知道您已经超出了固定广告商和您手中扫描仪之间的通信范围。

使用 nRF21540 DK，我实现了 4270 米的射程！尽管当天的测试条件并不完美，但结果并不令人失望。

结论：

测试场景	范围（米）
TX=8 dBm 时为 1x nRF52840 DK 和 1x nRF21540 DK 接收	1620
TX=20dBm 时为 2x nRF21540 DK	4270

凭借总发射输出为 +20dBm 的 nRF21540 DK 广告，我们实现了大约 4.27 公里的距离。凭借总发射机输出为 +8dBm 的 nRF52840 DK 广告，我们实现了 1.62 公里的距离。两者之间的 TX 功率差为 （20 - 8 =） 12 dBm。我们得到的范围改进是 4.27/1.62 = 2.635 倍。正如我之前在描述路径损耗时提到的，输出功率每增加 6 dBm，即可实现的距离就会增加一倍。因此，随着 TX 功率增加 +12 dBm，范围应该提高 4 倍。但这只能在比在不同景观中实现的更理想的条件下发生。还有许多其他不同的因素，如湿度、能见度、反射、折射和不同材料（如水）的吸收，都会影响无线电波，进而影响射程。

测试范围 Bluetooth LE Connected 的作用

测试设置和设备

您可以测试 nRF52840 外设到 nRF52840 Central 或 nRF21540 外设到 nRF21540 Central 的范围，您需要以下设置来测试。

2 X nRF52840 （PCA10056） （1 个用于外围设备，1 个用于中央） ： > nRF52840.zip
2 X nRF21540-DK （PCA10112） （1 个用于外围设备，1 个用于中央） ： > 4747.nRF21540.zip