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看電子工程師如何使用Zigbee分析儀為種植保駕護航?

發布時間:2015-03-08 責任編輯:sherryyu

【導讀】新疆哈密中蒙交界地區,ZigBee網絡用于哈密瓜田地自動化滴灌系統,應用區域超過4萬畝。看致遠電子工程師如何使用Zigbee分析儀為種植保駕護航。
 
實例現場:現場位于新疆哈密中蒙交界地區,ZigBee網絡用于自動化滴灌系統,應用區域超過4萬畝,由于該地區土地多以戈壁沙漠為主,全年雨量極少,農業均采用節水滴灌自動化監控的形式,系統根據不同季節、不同時間段、不同天氣采用不同的自動滴灌模式,而種植區不可能采用有線網絡,所以采用級低功耗的ZigBee網絡為不二之選。
 
用戶在模擬現場調試階段,ZigBee網絡所有節點均能正常采集和控制,但安裝到現場后卻存在諸多不解的現象,對方工程師由于現場沒有專業的網絡分析設備,而ZigBee網絡的覆蓋范圍又過于龐大,故障分析基本變成了不可能。經過雙方詳細技術溝通,由我司派遣工程師并攜帶專業網絡分析工具ZigBee Analyser前往現場進行網絡故障排查。
致遠工程師前往哈密現場使用ZigBee分析儀進行故障排查
致遠工程師前往哈密現場使用ZigBee分析儀進行故障排查
 
現場案例之一:信號覆蓋不均勻的隱性故障
 
現場其中一個較小的灌溉區(約1平方千米),我們以這個最簡單的小網絡作為分析案例,現場出現多個閥控器節點無法控制,但對方之前進行過節點單點檢測,所有節點均正常工作,節點配置全部正確,全部在通信范圍內,并且有的節點距離并不遠,這類情況屬于無線網絡的隱性問題,一般調試手段難以定位問題。
控制井房無法對部分閥控器進行控制
控制井房無法對部分閥控器進行控制
 
針對此類大范圍的ZigBee控制采集網絡,其實利用ZigBee網絡分析儀監控整個ZigBee網絡的實際運作情況,問題瞬間即可暴露無遺。致遠工程師利用ZigBee網絡分析儀對該小區域內的網絡進行網絡運行信息捕獲。
分析儀配套分析工具Packet-Analyzer進行網絡運行狀態監控
 分析儀配套分析工具Packet-Analyzer進行網絡運行狀態監控
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第一步:在網絡覆蓋范圍內,在固定點使用ZigBee分析儀進行網絡監控,監控發現路由下行信息正常發送,但存在一定概率無法正常到達故障終端節點,而Packet-Analyzer數據顯示無線信號覆蓋距離完全足夠。一般認為節點接收機可能存在問題。
ZigBee Analyser對無線信道進行評估
 ZigBee Analyser對無線信道進行評估
 
第二步:對該故障節點進行數據收發測試,未發現任何問題,但在該節點附近,進行信號強度捕獲時,卻發現其中一個路由節點存在下行信號弱,且臨近終端的接收靈敏度,而到該路由節點同等距離的其他方位信號強度卻正常。如下所示,問題的目標確定在附件編號為0X0007的路由器
路由節點下行數據分析
路由節點下行數據分析
 
針對路由器信號進行分析,大概可以得出這樣一個結論,0x0007路由節點存在信號輻射不均勻的情況,其方向圖類似于下圖所示,由于該故障節點(其實該節點并無問題)剛好處于路由器信號輻射盲區,且附件無復用路由器,導致下行數據無法正常到達。
路由節點方向圖示意
路由節點方向圖示意
 
在區域內尋找到該路由節點,對其進行詳細的檢查,其實路由設備同樣工作一切正常,功能、性能同樣也并未發現異常,重前面的分析其實我們即可較準確的將問題集中在天線上,進過對天線的檢查,發現天線底座吸盤掉落,而用膠帶固定,其實這已經嚴重影響天線的完整性,導致駐波及天線的方向性都收到嚴重影響,而該問題又不會導致網絡出現嚴重故障,且一般很難發現。
路由節天線部件不完整導致信號輻射不均勻
路由節天線部件不完整導致信號輻射不均勻
 
當然,以上只是其中極小的一個滴灌區域的ZigBee網絡檢測例子,其它滴灌區域還有更多網絡檢測譬如:網絡拓撲結構分析、信號穩定性測試、數據報文分析、通道及能量掃描、節點信號輸出一致性測試(ZigBee模塊來料檢驗必備,現場其中一個區域老項目使用某供應商的ZigBee模塊,由于一致性存在很大出入,導致網絡存在大面積故障)等等。
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