WIFI 功能使用方法及性能评估

本文档介绍了如下：

  1. 无线路由器方式使用 WIFI 功能。
  2. 无线网卡方式使用 WIFI 功能。
  3. 性能测试的方法，主要针对 AP 模式下的信号强度、信号稳定性、时延迟等进行测试。
  4. 测试实例。
  5. 常见问题。

一、无线路由器方式

  1. 在控制柜侧面增加路由器，设置无线网络，LAN 口接控制柜 enp1s0，给控制柜自动分配 IP。

    接线方式如下：

  2. 使用平板设备连接路由器 WIFI，遨博 studio 搜索控制柜的 IP 即可正常使用。

二、无线网卡方式

1、Edimax 无线网卡配置

网卡型号支持如下：

  • EW-7811UAC
  • EW-7811UTC
  • EW-7822UTC

将无线网卡接入控制柜，此时在控制柜终端输入 lsusb，查看打印结果是否识别出 USB 设备的接入。

image-20240919175433889 

如图所示，打印 Edimax 相关信息即为成功识别

2、安装无线网卡驱动

  • 更新安装源
sudo apt update
  • 安装依赖包
sudo apt install build-essential dkms

  • 安装无线网卡驱动

    即拷贝 edimax.zip 至目标设备上，并解压驱动文件

unzip edimax.zip
  • 使用 DKSM（支持动态内核模块）安装驱动
cd 7811
sudo chmod 755 *.sh
sudo ./dkms-install.sh
  • 安装后重启设备
reboot

PS：驱动的卸载（谨慎操作）

cd 7811
sudo ./dkms-remove.sh

3、安装 create_ap

注：首先需要确认一下系统通过 which 命令查看是否已安装过 create_ap，如果已安装则跳过此步骤，进行下一步操作。

// 检查是否安装 create_ap，如果没有安装或不在 PATH 中，则输出为空
// 注：在输出为空的情况下，应该就是未安装而不是未添加 PATH，如果正常安装会自动添加进 PATH 路径
which create_ap

// 更新下载源
apt-get update

// 开启无线网卡
nmcli radio wifi on

// 安装 hostapd
apt-get install hostapd

// 安装 git，用于下载 create_ap 
apt-get install git

// 下载 create_ap
git clone https://gitee.com/aubo-robotics/create_ap

// 进入 create_ap 文件夹，编译 create_ap 
cd create_ap
make install

4、修改 /etc/create_ap.conf 配置文件

  1. 确认当前无线网卡支持的是 2.4G 还是5G，修改 配置文件中的 CHANNEL 参数 。

    2.4G 建议信道：6，8，9，11。

    5G 建议信道：149，165。

  2. 终端输入 ifconfig 查看是否识别到了无线网卡，以下图为例，这里的无线网卡名称是 wlx08beac2cb5f7 应修改 WIFI_IFACE 参数。

  3. 其他参数介绍

  4. 重启 create_ap 并开启自启动

    systemctl restart create_ap
systemctl enable create_ap

5、验证是否是5G

可下载 Cellular-Z 软件查看开启的 AP 是否是 5G 。

三、性能测试的方法

3.1 信号强度测试

1、平板端下载 Cellular-Z 软件

保证控制柜天线无明显遮挡物，打开控制柜自发 AP 信号， 打开Cellular-Z软件， 可查看控制柜自发AP的信号强度、频率、信道等信息。

2、测试建议

可分别测试距离控制柜 1m、3m、5m、10m 的信号强度情况；

注：信号强度是最高建链速率的保障, 建议信号强度在 -45dbm ～ -30dbm 之间。

3.2 信道选择

1、平板浏览器下载 WiFi Analyzer 软件

WiFiAnalyzer下载

2、查看各wifi的信号强度

通过站在不同的地方观察某个 AP 信号（dBm 值），从而测试不同地方的信号覆盖；

dBm 值越接近 0， 信号越强（绿色），dBm 值越远离 0，信号越弱（黄色、红色）；

调整了路由器/AP的位置、高度、遮挡，也会相应的影响信号强度。

3、查看各频率下 WIFI 推荐的信道

如下图所示，右上角可以切换 2.4G、5G、6G 信道， 根据它推荐的信道，去路由器或 AP 配置界面里设置推荐的信道即可（可能需要路由器或者控制柜重启）。

3.3 信号稳定性测试

1、PC端下载 PingPlotter 软件

请在 PingPlotter官网 下载并安装好 PingPlotter。

2、PingPlotter 界面介绍

注：红色柱状体表示丢包, 黑色折线代表时延的变化。

3、测试过程

保证控制柜天线无明显遮挡物，打开控制柜自发的 AP 信号， 打开 PingPlotter 软件，输入控制柜自发AP的网址， 点击开始追踪，待一定时长后，可选择停止追踪。

4、导出测试结果

可选择导出 PingPlotter 格式的测试结果或者导出 png 图片。

如下图所示：

四、示例：无线网卡自发 AP 测试

1、说明

  • 通过站在不同的地方观察某个 AP 信号（dBm值），从而测试不同地方的信号覆盖，dBm 值越接近 0，信号越强；dBm 值越远离 0，信号越弱
  • 调整了路由器/AP的位置、高度、遮挡，也会相应的影响信号强度
  • 正常信号强度，-40 dbm ~ -85 dbm 之间，小于 -90 dbm 就很差了，几乎没法连接

2、测试案例

  • 测试内容：无线网卡测试：（EB-LINK Intel 7265）VS （RTL8822CE）VS（EW-7811UAC）

  • 测试场景说明： IS 控制柜，测试期间关闭 ARCS 软件，使用大的天线，无遮挡

  • (信道拥堵测试： 如同时开10个控制柜并且自发AP为同一信道,此时再测试信号稳定性和强度)

  • 测试流程: 1.在控制柜上安装好无线模块,确认已开启自发 AP
    2.本地电脑使用 cmd 终端确认可 ping 通控制柜
    3.信号强度测试：使用 Cellular-Z app 软件在固定距离范围内移动测试信号的强度
    4.信号稳定性测试：使用 PingPlotter 电脑软件在固定距离和固定位置测试不同网卡的信号稳定性

以本次测试为例, 网卡类型：

  • EB-LINK Intel 7265: 2.4G，信道8
  • RTL8822CE: 2.4G，信道8
  • EDIMAX EW-7822UAC: 5G，信道165

测试结果

  • EB-LINK Intel 7265（inactivated-7265）

①距离：1m
信号强度：-58db
②距离：5m
信号强度：-60db~-70db

  • 10min 信号测试1：平均时延：46.1ms，最小时延：1ms，最大时延：1354ms，丢包率：4.6%

  • 10min 信号测试2：平均时延：17.6ms，最小时延：1ms，最大时延：227ms，丢包率：6.2%

  • 10min 信号测试3：平均时延：11.5ms，最小时延：0.9ms，最大时延：248ms，丢包率：7.1%

③距离：10m
信号强度：-69db~-76db

  • 10min信号测试1：平均时延：14.2ms，最小时延：0.9ms，最大时延：356ms，丢包率：7.5%

  • 10min 信号测试2：平均时延：15ms，最小时延：1.1ms，最大时延：306ms，丢包率：7.1%

  • 10min信号测试3：平均时延：17.2ms，最小时延：1ms，最大时延：582ms，丢包率：7.9%

  • RTL8822CE（inactivated-8822）

①距离：1m
信号强度：-49db
②距离：5m
信号强度：-53db~-63db

  • 10min 信号测试1：平均时延：8.4ms，最小时延：1.1ms，最大时延：286ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试2：平均时延：16.6ms，最小时延：1.1ms，最大时延：2403ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试3：平均时延：6ms，最小时延：1.1ms，最大时延：242ms，丢包率：0%

③距离：10m
信号强度：-65db~-80db

  • 10min 信号测试1：平均时延：32ms，最小时延：1.1ms，最大时延：854ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试2：平均时延：7.6ms，最小时延：1.2ms，最大时延：224ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试3：平均时延：11.4ms，最小时延：1.3ms，最大时延：318ms，丢包率：0%

  • EW-7811UAC（inactivated-IS）

①距离：1m
信号强度：-47db
②距离：5m
信号强度：-58db~-66db

  • 10min 信号测试1：平均时延：4ms，最小时延：2ms，最大时延：203ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试2：平均时延：4.8ms，最小时延：1.8ms，最大时延：313ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试3：平均时延：2.3ms，最小时延：1.8ms，最大时延：5.4ms，丢包率：0%

③距离：10m
信号强度：-65db~-70db

  • 10min 信号测试1：平均时延：2.3ms，最小时延：1.6ms，最大时延：5.6ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试2：平均时延：2.3ms，最小时延：1.6ms，最大时延：27ms，丢包率：0%

  • 10min 信号测试3：平均时延：2.3ms，最小时延：1.8ms，最大时延：11ms，丢包率：0%

  • 测试汇总
无线网卡类型 EB-LINK Intel 7265 RTL8822CE EDIMAX EW-7822UAC
1m信号强度(db) -58 -49 -47
5m信号强度(db) -60~-70 -53~-63 -58~-66
5m_1平均时延(ms) 46.1 8.4 4
5m_1最小时延(ms) 1 1.1 2
5m_1最大时延(ms) 1354 286 203
5m_1丢包率(%) 4.6 0 0
5m_2平均时延(ms) 17.6 16.6 4.8
5m_2最小时延(ms) 1 1.1 1.8
5m_2最大时延(ms) 227 2403 313
5m_2丢包率(%) 6.2 0 0
5m_3平均时延(ms) 11.5 6 2.3
5m_3最小时延(ms) 0.9 1.1 1.8
5m_3最大时延(ms) 248 242 5.4
5m_3丢包率(%) 7.1 0 0
10m信号强度(db) -69~-76 -65~-80 -65~-70
10m_1平均时延(ms) 14.2 32 2.3
10m_1最小时延(ms) 0.9 1.1 1.6
10m_1最大时延(ms) 356 854 5.6
10m_1丢包率(%) 7.5 0 0
10m_2平均时延(ms) 15 7.6 2.3
10m_2最小时延(ms) 1.1 1.2 1.6
10m_2最大时延(ms) 306 224 27
10m_2丢包率(%) 7.1 0 0
10m_3平均时延(ms) 17.2 11.4 2.3
10m_3最小时延(ms) 1 1.3 1.8
10m_3最大时延(ms) 582 318 11
10m_3丢包率(%) 7.9 0 0
  • 测试总结

EDIMAX EW-7822UAC 无线网卡 性能略高于 RTL8822CE 无线网卡，两者性能均优于 EB-LINK Intel 7265 无线网卡。

五、常见问题解答

1. create_ap 偶发无法开启自发 AP

  • 查看无线网络设备的状态
nmcli -t -f DEVICE,STATE d

若无线网卡设备状态不是 unmanaged 未受管控的状态

wlx08beac297d0d:disconnected
  • 修改 /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf 文件，使得无线网卡设备处于 unmanaged 状态

ifconfig 查看当前无线网卡的MAC地址,以当前 wlx08beac297d0d 为例,MAC地址为 08:be:ac:29:7d:0d

在 /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf 文件中添加如下内容: 

[keyfile]
unmanaged-devices=mac:08:be:ac:29:7d:0d

  • 保存修改 /etc/NetworkManager/NetworkManager.conf 文件，重新启动 NetworkManager 服务
systemctl restart NetworkManager

重启下控制柜即可开启无线网卡自发AP。

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