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告别「金属屏蔽效应」-MN54L穿透能力确保 IloT 设备在货柜与机柜中的连线稳定性!
2025-12-09
引言
本测试旨在验证 MN54L-C15 蓝牙模块在极端射频（RF）遮蔽环境下的讯号穿透与连线能力。我们将受测装置（DUT）安装于一个大型金属货柜的最尾端内部，并在货柜并排的环境中进行连线测试。此情境模拟了工业物联网（IIoT）应用中常见的严苛条件，例如讯号必须穿透金属结构（如机柜、墙壁或建筑物）。
1. 测试目标
✅ 快速验证 MN54L BLE 模块在大型金属货柜内部与外部设备进行通讯时的最大有效通讯距离。
✅ 测试 CHIP 芯片天线版本模块在最佳轴向穿透货柜的通讯效能。
2. 测试日期与环境
项目 | 细节 |
测试日期 | 2025 年 11 月 26 日 |
测试环境 | 户外环境，使用标准 40 呎货柜。 |
3. 测试设备需求
类别 | 装置 | 细节 |
讯号发射端（SLAVE/PERIPHERAL） | 测试板（DUT） | MN54L-C15 测试模块 |
讯号接收端 1（MASTER/CENTRAL） | MN52H-U40 | 发射功率 (Tx Power): +8 dBm |
讯号接收端 2（MASTER/CENTRAL） | iPhone 7 | 发射功率 (Tx Power): 0 dBm |
测试软件 | LightBlue®；爱瑞德科技客制化 BLE 韧体。 | |
距离量测工具 | Google Map, 手机 GPS 定位。 |
4. 测试参数
参数 | 说明 |
TX Power | +8 dBm（设定于 MN54L 与 MN52H-U40） |
PHY模式 | 1M（标准 BLE 模式） |
封包大小 | 20 bytes |
方向 | 距离量测维持可视直线路径（LOS），但由于货柜屏障，讯号路径为非视距（NLOS）。 |
天线位置 | 40 呎货柜最尾端内部。 |
传输模式 | 连线模式（验证有效封包传输）。 |
环境条件 | 温度：摄氏 20 度、湿度 66%。 |
5. 测试流程 - MN52H-U40（MASTER, +8 dBm）
5.1 准备与连线建立
1. 设备设定： 确认 SLAVE/PERIPHERAL（MN54L-C15）与 MASTER/CENTRAL（MN52H-U40）的 TX Power 均设定为 +8 dBm。
2. 传输速率： 设定 1M 模式，每秒传递 4 个封包。
3. 起始点定位： 将 SLAVE 装置置放于 40 呎货柜尾端内部并关上柜门，确保天线方向均朝向 MASTER 的驾驶室方向。
4. 连线确认： MASTER 在起始点与 SLAVE 装置建立有效连线，并进行双向封包传输。封包接收状态将透过模块上的 LED 灯号闪烁来显示与确认。
5.2 距离量测与数据记录
1. 分段测试： MASTER 装置沿着可视直线距离（Line-of-sight）路径，以 10 公尺的增量向外移动。
2. 停留与监测： 在每一个量测距离点，监测连线状态。LED 灯号熄灭或不规律闪烁代表封包丢失。持续性地封包传送及接收定义为有效连线。
3. 角度影响测试： 在讯号开始出现衰减的距离点，测试 SLAVE 装置天线的不同旋转角度对封包成功率（PSR）的影响。
4. 极限距离判定： 持续移动直到连线出现明显封包遗失状况（例如，灯号闪烁频率减慢或停止）。使用 Google Map 及 GPS 定位工具，精确记录断线距离与断线发生时的环境特征。
6. 测试流程 - iPhone 7（MASTER, 0 dBm）
6.1 准备与连线建立
1. 设备设定： 使用 iPhone 7 与 SLAVE 装置建立有效连线，并确认封包接收。
2. 传输速率： 设定 1M 模式，每秒传递 4 个封包。
3. 起始点定位： 将 SLAVE 装置置放于 40 呎货柜最尾端内部并关上柜门。
4. 连线确认： 观察 LightBlue® 画面确认连线状态。
6.2 距离量测与数据记录
1. 分段测试： MASTER 装置（iPhone 7）沿着可视直线距离路径，以 10 公尺的增量向外移动。
2. 停留与监测： 在每一个量测距离点，透过 LightBlue® 画面确认连线质量。
3. 极限距离判定： 遵循与 5.2 节（步骤 4）相同的程序，确定并记录最大有效连线距离。
7. 测试纪录 (最大有效连线距离)
下表为 MN54L-C15 (PERIPHERAL) 在穿透货柜障碍后，仍能维持稳定双向连线的最大有效距离：
MASTER (CENTRAL) 装置 | 最大有效连线距离 (米 / 公尺) |
MN52H-U40 蓝牙模块 | 81.14 m |
iPhone 7 手机 | 59.87 m |
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注: 鸟瞰图非现场实际照片 | 注: 鸟瞰图非现场实际照片 |
8. 测试结论与观察现象
1. 讯号严重受限： 与开放场域的测试结果相比，连线距离从数百米急剧降至数十米。这证实了多个金属货柜群对 2.4 GHz 蓝牙讯号造成极端衰减效应。
2. 专业级 vs. 消费级连线能力差异：
o MN54L (PERIPHERAL) 对接 MN52H-U40 (MASTER) 时，连线距离达到 81.14m。
o MN54L (PERIPHERAL) 对接 iPhone 7 (MASTER) 时，连线距离仅为 59.87m。
o 此结果突显了专业级 MN52H-U40 模块由于具有更高的发射功率和优异的接收灵敏度，在面对讯号严重衰减时，仍能提供优于消费级手机装置约 36% 的连线性能。
3. 结论： 尽管处于高度挑战性的射频环境，MN54L-C15 模块仍成功地穿透多重金属货柜并维持稳定连线，尤其是在搭配专业蓝牙 MASTER 模块时。这证明 MN54L 具备足够的连线余裕（Link Budget）和稳定的射频表现，能够满足需要穿透金属外壳和多重障碍物情境下的工业应用需求。
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★ 本文章内容源于 爱瑞德科技Arad Connectivity Co., Ltd，已获得爱瑞德科技 Arad Connectivity Co.,Ltd授权推广发布/转载。
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