蓝牙模块队列脱队监测（自行车）实验测试报告 (1M & 125K PHY)

随着单车休闲与车队骑行活动的普及，队友间因车速差异、红绿灯间隔或弯道遮蔽导致的「队列脱队（Group Fall Behind）」问题日益常见。为提供车队实时且高可靠度的安全防护与离队警示，爱瑞德科技针对自行车骑行情境，设计一套基于低功耗蓝牙（BLE）的队列监测机制。

本测试旨在评估爱瑞德科技 MN54L (NRF54L-15) 系列蓝牙模块（基于 Nordic nRF54L 平台架构）于真实骑行场域中的射频（RF）穿透力与传输距离表现。藉由对比 1Mbps（标准模式） 与 125kbps（Bluetooth Long Range / Coded PHY 模式） 两种物理层传输协定，验证模块在面对建筑物遮蔽、道路转角等复杂环境下的连线稳定度，作为后续车队脱队监测算法与产品量产设定之基准依据。

1. 测试目标

✅ 实测有效通讯距离：验证爱瑞德科技 MN54L (NRF54L-15) 系列蓝牙模块（基于 Nordic nRF54L 平台架构）于真实城区阻隔环境下的最大稳定连线范围。

✅比较不同 PHY 模式之穿透效能：评估 1Mbps（标准模式） 与 125kbps（Bluetooth Long Range / Coded PHY 模式） 在面对建筑物阻隔、道路转角等非直视（NLOS）场域的讯号抗衰减能力。

✅验证警报机制与硬件整合：测试领骑端（Master）整合蜂鸣器在讯号临界或中断时的实时警报触发表现。

2. 测试日期与环境

2026 年 09 月 09 日

新北市立图书馆树林柑园图书阅览室及周边场域。

3. 测试设备需求

领骑车（MASTER/CENTRAL）

爱瑞德科技MN54L (NRF54L-15)-U15模块 & 外接天线ANTX100ETHAB24553

整合蜂鸣器警报机制，发射功率 (Tx Power): 8 dBm

跟骑车（SLAVE/PERIPHERAL）

爱瑞德科技MN54L (NRF54L-15)-C15模块 发射功率 (Tx Power): 8 dBm

测试软件

爱瑞德科技客制化 BLE 韧体 (基于Nordic UART Service SDK)。

设备安装位置

均置放于 YouBike 前车篮（无金属与车架包覆阻挡）

距离量测工具

Google Map, 手机 GPS 定位。

脚踏车

Youbike

4. 测试参数

TX Power

+8 dBm (设定于 MN54L -15模块 nRF54L-15）

PHY模式

125K（Long Range模式）; 1M（标准 BLE 模式）

封包大小

20 bytes；每秒4封包

方向

1. 直线可视无转弯 (LOS)：视线完全无遮蔽之开阔路段

2. 自由骑行 (NLOS)：包含路线转弯、路边建筑物与转角遮蔽之真实骑行情境

传输模式

连线模式（验证有效封包传输，至少收到一组封包。完全无接收到封包后10秒启动蜂鸣器报警）

环境条件

温度：摄氏 28 度、湿度 69%。

5. 测试流程

5.1 设备部署与连线校准

1. 将 MN54L-U15（Master）与 MN54L-C15（Slave）分别固定于两辆 YouBike 前车篮。

2. 通电并确认 BLE 连线建立，蜂鸣器警报机制进入待命状态。。

5.2 直线可视无转弯（LOS）极限距离测试

1. 两车于柑园图书馆外直视开阔路段拉开距离，分别在 1Mbps 与 125kbps 模式下，实测并记录维持稳定连线不丢包的最大物理距离。

5.3 自由骑行非直视（NLOS）动态穿透测试

1. 骑乘者于图书馆周边街道自由骑行，模拟真实队列拉开距离、行经转角及建筑物阻隔之动态情境。

2. 记录讯号断联/触发脱队判定的临界距离点。

5.4 自由骑行非直视（NLOS）动态穿透测试

1. 观察超出一定距离或遭遇强遮蔽断联时，MN54L-U15 蜂鸣器之触发时延；并记录返回通讯范围后之自动复连（Re-connection）反应速度。

6. 数据量测结果

6.1. 综合效能数据汇整

1 Mbps (预设模式)

直线可连线距离 (LOS)  >300m

自由骑行（含转弯/建筑物阻隔）80m

125 kbps (Coded PHY)

直线可连线距离 (LOS)  >300m

自由骑行（含转弯/建筑物阻隔）168m

6.2 . 场域表现与连线质量细部量测

1. 直线可视场域 (LOS)：

l 在 1M 与 125kps 模式下，距离达 300 公尺时封包接收率（PDR）仍维持 ，蜂鸣器无触发，受限于现场道路长度，实际潜在距离更远。

PHY 1M LOS test

2.城区非直视场域 (NLOS)：

l 1Mbps 模式：两车过弯进入建筑物盲区约 80 公尺 处，讯号发生剧烈衰减并触发断联，蜂鸣器于 2 秒内实时发出脱队警报。

l 125kbps (Coded PHY) 模式：绕行至相同转角阻隔区时，此模式有较佳的RF效能连线成功延伸至 168 公尺，大幅延缓因盲区遮蔽产生的误警报。一直到达图书馆周边这样大型的建筑物的阻隔才发生断线情况。

PHY 1M NLOS test

PHY 125kbps NLOS test

测试结论与产品应用建议

1. 射频性能卓越（开阔场域表现）：

l 于直线无阻挡（LOS）环境下，MN54L (nRF54L-15) 系列模块在 1Mbps 与 125kbps 模式下均能维持 >300 公尺 的稳定连线，证实爱瑞德模块具备良好的天线匹配与 RF 射频输出质量，可完全覆盖长距离队列之监测需求。

2. Coded PHY 展现强悍抗遮蔽与抗多径能力：

l 在包含树木、转角与建筑物阻隔的真实自由骑行（NLOS）测试中，切换至 125kbps (Coded PHY) 后，有效连线距离由 80 公尺大幅提升至 168 公尺（增益达 +110%）。这证明 Coded PHY 能极大化弥补城区环境中的讯号衰减与多径干扰。

3. 动态切换（Adaptive PHY）韧体优化建议：

l 巡航阶段：平时预设采用 1Mbps 模式，发挥高数据更新率与低功耗优势，维持动态 RSSI 采样。

l 盲区与脱队预警阶段：当系统侦测到 RSSI 剧降或进入弯道视线受阻时，韧体应自动触发动态切换机制至 125kbps 模式。此举可避免因短暂建筑物遮蔽造成误报，维持韧健的队列连线状态。

图片文字版权声明：

★ 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。

更多的蓝牙无线模块和其他产品方案信息，请访问我们的网站或通过邮件与我们联系。