原创 移动POS机与商用路由器连线应用检证

POS(Point of Sales)是在工业计算机领域中，被广为使用的系统工具。例如餐饮、零售、医疗、美容健身等众多行业，都有不同软硬件搭配的POS系统进行销售辅助。

以常见的手持移动POS机为例，它必须随着店员四处移动，并且透过与商店内的路由器连线实时交换大量的销售以及库存数据。因此手持移动POS机的无线效能与稳定度，以及与其搭配路由器之间的兼容性表现，就是在第一线现场至关重要的课题了。

百佳泰安排一组手持移动POS机(简称待测POS机)，以及卖场指定与其搭配的商用路由器(简称待测AP)，待测POS机在开发阶段与待测AP进行实际场域测试时，就已发生了以下的无线问题：

1. Roaming Switch Fail
2. Connect Fail
3. Wi-Fi Connect Lost

根据上述已知不良现象，我们把需要检证的方向进行了分类：

1. 检证待测POS机的无线能力是否有大缺陷
2. 检证待测AP的无线能力是否有大缺陷
3. 检证待测POS机与待测AP联机情况下Roaming功能是否能正常运作

并设计了以下测试来进行检证：

1. Connectivity Test
2. Wi-Fi Signal Coverage & Heatmap Measurement
3. RvR
4. Roaming/Fast Roaming
5. DUT to kvr AP & Non-kvr AP Package Lost Comparison

量测待测POS机连线到指定AP之速度快慢，使用码表量测从按下POS机的连线按钮到SSID出现已连线的图示为止之秒数。我们额外使用了市售其他三款中高价位AP做为与待测AP连线快慢的比对参考(TP-Link Archer C9、TP-Link AD7200、Netgear R6250)。

不同SECURITY MODE下待测POS机连上AP的秒数

NON-SECURITY下，在不同CHANNEL待测POS机连上AP的秒数

依移动POS机产品定位来说，对不同AP连线表现上，对工作应不会造成太大的影响。若无特殊要求，以百佳泰多年丰富的经验，5秒内连上AP都是可被接受的。

我们使用接近本案实际卖场大小的空间进行模拟，对待测AP的信号做可视性的Acrylic Wi-Fi Heatmaps量测。并加码使用同为Mesh AP的TP-Link Deco M5做信号强度的比较。

场域大小: 30M * 18M，约400平方米。

提供POS机无线信号的路由器摆放位置

• 红框:AP1摆放处
• 蓝框:AP2摆放处

后面会以待测AP以及TP-LINK AP摆放在AP1与AP2地点来进行量测

量测结果– 待测AP与TP-LINK AP

在相同的场域以及相同的摆设地点，下图为待测AP的5G讯号表现状况。

在单颗上，可以看到红框处出现一个讯号较弱的区域。在两颗的表现上，讯号可以涵盖整个场域，强度也够，使用上不会有太大问题。

待测AP的场域信号表现图

TP-LINK DECO M5的场域信号表现图

上图则是TP-Link Deco M5 Mesh AP在场域上，5G讯号的表现状况。无论是单颗或是两颗，涵盖的范围内，讯号强度大约在-47dBm以上。

在相同的场地上与相同的摆放位置，可以看出待测AP与TP-Link Deco 都可以涵盖全场。讯号强度上TP-Link Deco 强度约在-47dBm，而待测AP却只有-52dBm，以强度来说比较弱。当场地上有其他的障碍物或隔间时，讯号也会因此衰减，因此影响程度会更大，待测AP的讯号效能可能会再降低。进行现场实测结果会更为准确。

在RvR(Rate vs Range)的表现上，我们使用另一台市售AP，Netgear R7800进行数据比对。测试环境设计如下：

测试结果：

橘线–待测AP；蓝线– NETGEAR R7800；衰减区间: 3DB。在遮蔽环境进行测试

RvR表现上，以TX、RX以及TX+RX来看，Netgear R7800表现皆比待测AP好。

TX部分，待测AP在衰减30dB时已无讯号，Netgear R7800衰减至36dB才没有讯号，也符合Heatmap呈现的结果。讯号强度够时在使用上并无问题，但在衰减18dB后，待测AP的能力会大幅下降，因此在场域建置时需要考虑布置的位置及讯号涵盖状况。从与待测物的RvR result来看，衰减18dB时应该是待测POS机可以工作的最大距离，换算成实际距离大约是8~10米。

在RX方面，衰减6dB前速度维持在42M左右，但衰减6dB~12dB区间时速度反而上升到50M以上，表示待测POS机在RX部分可能有些问题，需要另外测试来找出问题所在(如focus在security/ channel/ chipset)。

Roaming需要动态在两点间移动量测，我们使用信号强度量测的相同场域进行本项测试，并挑选具备Roaming功能的TP-LINK AD7200与待测AP进行结果比较。

ROAMING测试环境图，场域大小: 30M * 18M。START FROM AP1 TO AP2

一般Roaming

在Roaming发生的时间点，Wi-Fi连线皆会出现断线的现象，平均约3.14秒恢复连线状态。

不论是YouTube看串流影片，或是Skype网络电话(因为POS机无前镜头，无法执行视讯电话)，在Roaming发生时，皆会有中断，须等待时间恢复。相较于待测AP，待测POS机与TP-Link AP恢复连线比较快，YouTube不会断线、Skype恢复连线也相对快很多。

(* PING :从POS连线到AP1开始移动至ROAMING到AP2)

Fast Roaming

由于待测AP不具备Fast Roaming功能，我们选了市售的TP-Link Deco M5与Aruba APIN0334，让待测POS机与这两台kvr路由器进行Fast Roaming的尝试。

在TP-Link Deco M5使用下Skype会发生断线与delay的情形，但是在Aruba AP中并不会发生。Ping的Response时间大幅地缩短(3秒 -> 0.5秒左右)。在Aruba AP 使用下YouTube与Skype不会发生断线与delay状况。

可以看出，待测POS机与市售中高端的kvr路由器搭配，快速漫游表现很好。

最后，我们使用802.11k/v/r的AP与不支持k/v/r的待测AP进行掉包率的比较。信号复杂障碍物甚多的环境下，连线AP后出现较低掉包率表示稳定度也较高。

PACKAGE LOST RATE

待测AP与待测POS机 在5GHz的掉包率比较优秀、2.4GHz相对来说比较差，但仍在合理范围内(<5%)，并不会影响太多效能。

a. 连接时间的表现上，POS机与待测AP的表现较劣于POS机与其它市售AP的表现。但连上线的时间可以接受。

b. 在场域上待测AP的信号覆盖能力与强度尚可，部分区域会出现信号太弱的现象。跟市售Mesh AP的讯号强度出现差距。

c. RvR方面，使用待测POS机连结下，待测AP的TX/RX表现尚可，但在衰减到18dB后能力会大幅下降，需要注意实际场域的布建方式及讯号涵盖情形。

而待测POS机在6-12dB的衰减区间，本因持续下降的RX数据却反向上升，可能存在软硬件问题。

d. 在Roaming方面，待测POS机搭配市售AP(TP-Link Deco M5)的Roaming有发生断线状况，需要短暂时间重新连线。这里对于第一线卖场上POS机的使用稳定度上是一个非常大的潜在问题。

反观Fast Roaming方面(待测AP不支持)，待测POS机在与市售Mesh AP的Fast Roaming表现正常，没有中断与delay。

e. 在kvrAP与非kvrAP的掉包率比较测试上，则待测AP与市售Mesh AP表现差不多。但待测AP在2.4G与POS机搭配时的掉包率较高。

从整体结果来看，这台POS机在无线功能尚堪称稳健，一般卖场工作人员的使用上应该没有太大问题。而搭配的待测AP，虽然各个指标表现都略逊于市售的中高阶AP，但也未必无法提供给POS机堪用的无线讯号。

若您的产品遇到这类问题，建议可以加大测试的深度与广度，从正式场测、硬件无线模块的各种量测等等面向。