Un despliegue de Bluetooth Beacon que parece perfecto en un plano suele desmoronarse en el edificio real. Tabiquería, estanterías, congeladores y cuerpos humanos absorben RF, y un error de 3 dB en la planificación se convierte en un agujero de cobertura de un metro en el suelo. La solución no es una batería mayor, sino un estudio de sitio adecuado y un modelo RF por zona antes de montar un solo gateway.
Este artículo es la guía de campo del ingeniero para planificar la cobertura de Beacon: las matemáticas de propagación, la tabla de pérdida por material, el bucle de medición en campo y la validación que demuestra que el diseño funciona.
Por qué un estudio en lugar de una suposición
Los agujeros de cobertura salen caros de dos formas. Primero, una lectura perdida en un gateway hace que un activo “desaparezca” hasta que vuelve al alcance, justo cuando había que saber dónde estaba. Segundo, arreglarlo tras la instalación implica un técnico, una plataforma y una recomisionación. Medio día de estudio cuesta menos que una salida de campo.
El estudio responde tres preguntas con precisión:
1. Dónde van los gateways (techo, pared, columna)
2. Cuántos se necesitan para la detectabilidad objetivo
3. Qué potencia Tx debe usar el Beacon para alcanzar el umbral sin gastar batería
El modelo de propagación que hay que usar
La pérdida en espacio libre no sirve en interiores. Use el modelo de pérdida por distancia logarítmica:
L(d) = L0 + 10 * n * log10(d / d0) + X_sigma # dB
L0 : pérdida en distancia de referencia d0 (1 m)
n : exponente de pérdida (depende del entorno)
X_sigma : sombreado gaussiano (desv. sigma, dB)
d : distancia del Beacon al gatewayA 1 m, BLE a 0 dBm Tx mide típicamente L0 ≈ -41 dBm en la antena del gateway. El exponente n es lo que mata en interiores:
| Entorno | n (exponente) | sigma (dB) |
|---|---|---|
| Exterior/lobby | 2.0 – 2.3 | 3 – 4 |
| Oficina abierta | 2.6 – 2.9 | 4 – 6 |
| Almacén (abierto) | 2.8 – 3.2 | 5 – 7 |
| Retail con estanterías | 3.0 – 3.5 | 6 – 9 |
| Concreto/muchas paredes | 3.5 – 4.5 | 7 – 10 |
| Entre losas de piso | 4.5 – 6.0 | 8 – 12 |
Recalcula desde el umbral. Si el gateway decodifica a -85 dBm y el Beacon transmite a 0 dBm, el presupuesto es 85 dB. Con n = 3.0, L0 = -41:
85 = 41 + 10 * 3.0 * log10(d) -> 44 = 30 * log10(d)
log10(d) = 1.467 -> d ≈ 29 mBaja a n = 4.0 (concreto) y el mismo presupuesto da d ≈ 12 m. 2.4x de diferencia por un parámetro — y la razón por la que “30 m de alcance” miente.
Atenuación por material: el impuesto real
El exponente es un promedio grueso. Para obstrucciones duras, suma atenuación explícita. Valores a 2.4 GHz:
| Obstrucción | Atenuación extra (dB) |
|---|---|
| Tabiquería (simple) | 2 – 4 |
| Ventana de vidrio | 2 – 6 |
| Estantería de madera | 3 – 8 |
| Pared de ladrillo | 8 – 12 |
| Pared de concreto 100mm | 12 – 20 |
| Rack metálico/puerta | 20 – 30 (suele bloquear) |
| Cuerpo humano (en medio) | 3 – 5 |
| Congelador/pared fría | 10 – 20 |
| Cartón (apilado) | 1 – 3 |
Regla: si un Beacon está *dentro* de un rack metálico, asume que la línea de vista se pierde y planifica un repetidor externo o un segundo gateway. El metal no es “señal débil”, es una jaula de Faraday.
El bucle de medición en campo
El modelo llega al 80%; el estudio cierra el 20% restante.
for cada posición candidata P del gateway:
coloca un Beacon de prueba con Tx conocido
recorre una rejilla de puntos (1–2 m) alrededor de P
registra RSSI del gateway >= 30 s en cada punto
calcula mediana de RSSI y detectabilidad (vistos/enviados)
if detectabilidad < 0.99 en el borde:
mueve P, sube Tx o añade un gatewayHerramientas: teléfono con nRF Connect para chequeos rápidos, sniffer dedicado (nRF52840) para verdad de suelo, y un gateway que registra RSSI + hora. Muestrea en los tres canales de advertising (37/38/39) — un canal bloqueado por WiFi puede reducir a la mitad la detectabilidad.
Colocación de gateway que sobrevive
- Monta a 2.5 – 3.5 m en techos; más alto no siempre es mejor (inclina hacia el suelo donde están los tags)
- Deja 0.3 m libre de metal sobre y detrás de la antena — una cubierta de acero aplana el patrón
- Rota asignaciones de canal entre gateways vecinos para espaciar el reuso co-canal
- Cuidado con la “trampa del tablero de techo”: la rejilla es cómoda pero suele estar bajo ductos y cables que atenúan
- En racks altos, monta gateways *entre* pasillos a media altura, no solo en el perímetro
Contorno de cobertura y solape
Un solo gateway oyendo un tag es frágil. Diseña solape N-fold — al menos dos gateways sobre umbral en cada punto de zona crítica:
coverage_ok(punto) = count(gateways donde RSSI(punto,gw) > -85 dBm) >= 2Un mapa de calor es coverage_ok() evaluado en una rejilla y coloreado. El factor de solape cambia cantidad de gateways por robustez; en almacén, 2x suele necesitar 30–50% más gateways que 1x pero elimina la falla de punto único.
Interferencia y carga co-canal
El advertising BLE comparte 2.4 GHz con WiFi, Zigbee y microondas. No se evita, pero se reduce:
- Usa los tres canales ADV; un AP en canal 1 daña sobre todo ADV 37, canal 6 el 38, canal 11 el 39
- Mantén radios WiFi del gateway en canales 1/6/11 y escalónalos; nunca pongas un AP WiFi *sobre* la antena del gateway
- Los microondas disparan -60 dBm de ruido por 30 s — los tags cerca de la sala de descanso necesitan gateways más cercanos u otra banda
Capacidad: cuántos Beacon por gateway
Un gateway escaneando al 100% de duty oye aproximadamente su presupuesto de aire. Con intervalo 500 ms y paquetes de 31 bytes, un Beacon ocupa ~0.05% del aire — caben cientos en teoría. En la práctica, la ventana de escaneo y el CPU del gateway ponen el tope:
| Ventana de escaneo | Beacon @ 500 ms | Notas |
|---|---|---|
| 50% | ~1500 | CPU alto, más pérdidas |
| 25% | ~800 | Equilibrado |
| 10% | ~300 | Seguro, bajo consumo |
Sub-escanear una zona densa sube la probabilidad de pérdida (ver colisiones en el artículo de densidad). Si dudas, divide la zona.
Calibra por zona, no globalmente
El mayor error de estudio es un solo n global. Un lobby es n=2.2; el congelador detrás es n=4.5. Mide n y sigma por zona durante el walk test y guarda un modelo por zona:
zona_model[zona_id] = fit_path_loss(puntos_muestra_de_zona)El gateway localiza y marca lecturas de baja confianza con el exponente correcto para donde está el tag.
Validación antes de firmar
Tras instalar, repite el walk test con Beacon de producción a potencia de producción. Acepta solo cuando:
- Detectabilidad ≥ 99% en cada punto de cobertura
- El factor de solape objetivo se mantiene en zonas críticas
- Ningún gateway muestra tasa de pérdida sostenida sobre su presupuesto
Un Bluetooth Beacon que pasa el modelo pero falla en campo es un error de planificación, no de hardware.
Checklist de campo
- [ ] `n` y `sigma` por zona medidos, no asumidos
- [ ] Racks metálicos/congeladores marcados y mitigados
- [ ] Antenas de gateway libres de metal, canales rotados
- [ ] Solape 2x en zonas críticas
- [ ] Los 3 canales ADV muestreados en el estudio
- [ ] Potencia de producción en validación final
- [ ] Presupuesto de pérdida acordado y cumplido
Una red de Bluetooth Beacon planeada así cuesta algo más de tiempo de estudio y ahorra mucho en salidas de servicio. Mide primero, monta una vez.
