本文着重於探讨平板POS外壳和基座对无线连线效能造成的影响,以及透过测试不同材料和设计的外壳和基座,分析其对平板无线讯号的影响。
随着科技的进步与行动装置的普及,平板也逐渐被应用在POS(Point of Sale)系统中。相较於传统的POS机台,平板POS系统具有哪些优势?依据使用者需求,可以分别从硬体、价格、服务了解平板POS系统的优势。
POS应用新面貌:平板POS系统
关於平板POS系统的特色,包括:
冘 轻巧方便:平板体积小、重量轻,方便移动和携带,适合空间有限的店家。
冘 操作简单:平板采用触控萤幕操作,介面直觉易懂,即使是没有经验的人也能快速上手。
冘 价格亲民:平板 POS系统的价格通常比传统 POS机台便宜,对於预算有限的店家来说是个不错的选择。
虽然现今越来越多企业引进平板POS系统,但是采用平板也存在一些问题,例如:1.安全性:平板的安全性较低,容易被骇客攻击,造成资料外泄;2.稳定性:平板的稳定性较差,容易死机或当机,影响正常使用;3.耐用性:平板的耐用性较差,容易损坏,需要经常维修或更换。
平板POS系统外壳和基座之功能与潜藏风险
为了克服这些问题,多家供应商推出了专用於平板POS系统的外壳和基座。这些外壳和基座可以提高平板的安全性、稳定性和耐用性,并提供额外的功能,例如:保护平板免受摔落、刮擦和灰尘造成的损坏;提供额外的电池续航力;整合读卡器、印表机等设备。
然而,此类的外壳和基座也可能会带来一些问题,例如:无线连线效能影响,亦即外壳和基座的材料和设计可能会影响平板的无线讯号,造成资料传输速度变慢或断线。
本文将探讨平板POS外壳和基座对无线连线效能的影响。透过测试不同材料和设计的外壳和基座,分析其对平板无线讯号的影响。
实例说明
百隹泰曾与一家客户合作,该客户将其生产的保护壳和基座与iPad Pro搭配应用於POS机上。为了了解其产品是否会影响iPad Pro的无线效能,该客户委托百隹泰进行测试,并且能提供客观的建议,以协助其及早进行产品修正和调整。
无线效能测试
百隹泰建议透过LTE和Wi-Fi OTA的效能来观察在三种组装情境下效能的差异。图一为iPad Pro搭配客户产品的三种组装情境示意图,表一和表二为执行测试之条件。
![图一 : iPad Pro搭配客户产品的三种情境示意图](/art/2024/08/261101170520/p1S.JPG)
图一 : iPad Pro搭配客户产品的三种情境示意图 |
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表一:LTE测试条件
LTE
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Bandwidth(MHz)
|
Uplink EARFCN
|
Downlink EARFCN
|
2
|
10
|
18900
|
900
|
4
|
20175
|
2175
|
5
|
20525
|
2525
|
12
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23095
|
5095
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表二:Wi-Fi测试条件
Wi-Fi Band(GHz)
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Standard
|
Bandwidth(MHz)
|
Channel
|
TRP Data Rate
|
TIS Data Rate
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2.4
|
ax
|
20
|
6
|
MCS 0
|
MCS 9
|
161
537
|
40
|
36
|
161
|
MCS 11
|
6
|
40
|
37
|
197
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分析量测结果
量测一
图二表示不同LTE频段下的总辐射功率(TRP)的结果,并比较了三种情境分别为「无外壳」(以蓝色菱形线条表示)、「有外壳」(以红色方形线条表示)以及「有外壳及基座」(以绿色三角形线条表示)。X轴的2、4、5和12代表LTE 频段。Y轴测量为TRP结果。若TRP值越高,则可以理解成可以使用的距离较远且不容易受到同频干扰。
从图表中可以观察到,在所有LTE band中在无外壳情境下,TRP值均高於其他两种情境。将外壳安装上後TRP的数值有所下降,且TRP数值远低於无外壳情境,甚至在LTE频段5时,在安装外壳後会直接无法注册到基地台模拟器。而有外壳及基座的TRP数值也低於无外壳情境。
量测二
图三则是TIS的比较图,X轴代表LTE频段,Y轴以dBm为单位测量TIS。较低的TIS值通常表示接收器较灵敏,可以侦测到较弱的讯号。对於所有LTE频段中,「无外壳」场景具有最好的TIS数值。当在安装上外壳後,TIS值明显恶化。在「有外壳和基座」的情境下与「有外壳」的TIS数值差异不大。
因此,从图中可以看出,「无外壳」在所有测试的LTE频段上提供最隹化的接收器灵敏度,而添加「外壳」或「有外壳及基座」则会导致效能低落。这些效能低落情况在实际使用上会产生使用距离变短,导致在使用者体验上将大打折扣。
量测三
图四(左)为Wi-Fi在不同频道上的总辐射功率(TRP),其频道分别为2.4 GHz的Channel 6、5 GHz的Channel 36、Channel 161、6 GHz的Channel 37和Channel197。我们维持测试上述三种情境,在「有外壳」和「有外壳及基座 」读条件下,在2.4 GHz的Channel 6时急剧恶化而在5 GHz和6 GHz的频道影响较小。
图四(右)为TIS的测试结果趋势,整体与TRP的测试结果趋势相同。在「有外壳」和「有外壳及基座」条件下,2.4 GHz 的Channel 6急剧恶化而5 GHz和6 GHz的频道影响较小。造成这种现象的根本原因,可能是金属外壳和外壳形状影响了外壳安装後天线原有的工作频段,导致TRP和TIS数值性能恶化。与在「有外壳」条件下使用LTE网络情况类似,透过Wi-Fi 2.4 GHz频段连线时,会有传输速度下降或是断线等问题发生。至於5 GHz和6 GHz频段则不会有太大问题。
![图四 : 三种情境下Wi-Fi的TRP/TIS比较图](/art/2024/08/261101170520/p4S.JPG)
图四 : 三种情境下Wi-Fi的TRP/TIS比较图 |
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根据我们的分析後,保护壳和基座可能会影响iPad Pro的无线效能,因此在设计和使用时需要特别留意。具体来说,在LTE频段下,安装外壳後iPad Pro的TRP和TIS值都会下降,导致使用距离变短。在Wi-Fi频段下,安装外壳後iPad Pro的TRP和TIS值在2.4 GHz频段上会急剧下降,而在5 GHz和6 GHz频段上影响较小。
在设计iPad Pro保护壳和基座时,需要考虑其对无线效能的影响,百隹泰测试团队建议:1.使用非金属材质或在金属外壳天线位置区域开孔,以减少对无线效能的影响;2.针对不同频段进行优化设计,如在加入外壳後再进行天线设计调整,以确保在所有频段下都能获得良好的无线效能。