ZM32深度解析-3个Zigbee最典型的应用场景

上周为人人全方位先容了ZM32的性能、功效优势,落实到详细的应用场景会若何呢?ZM32深度剖析最后一篇应用实例,一起来看看吧!

在ZM32系列Zigbee模块的应用案例中,我们提炼出最典型的三种应用场景:

多级路由级联:例如在智能路灯行业使用Zigbee举行组网时,多接纳路由级联的方式延展通讯距离,使得整个无线网络能够笼罩几公里;

庞大的网络拓扑:在某些行业中网络拓扑结构庞大,例如商用照明行业,要求Zigbee节点能在最快的时间内完成组网,而且保证节点具有一定的稳固性及可靠性(网络自愈能力);

并发上报:在大规模的网络中,例如智慧工厂行业要求多点数据采集,所有节点并发的概率和数目会增添,对网络的处置能力提出更大的挑战;

针对上面三种情形,连系模块特点举行详细分析。

 多级路由级联——智能路灯

物联网时代到来,城市交通自动化智能化要求周全升级,路灯节点间距20-200米不等,每个控制系统网络中,网关下属路灯数控制在1000盏以内,现场施工要求操作简朴利便。

图1 路灯实景图

项目方案:使用工控板作为路灯系统集中控制器,广域网络通过4G手艺(网关装备)与远程服务器中央确立毗邻,局域网络使用Zigbee无线网络对现场灯光举行控制,同时吸收路灯节点返回的路灯状态数据。

路灯节点:每个路灯上有一个ZM32系列Zigbee模块,模块既做节点,也是路由,在一定区域内组建一个通讯网络

网关控制器:网关控制器可直接接纳ZLG致远电子工控主机,用于边缘盘算,对路灯节点举行控制和数据处置;

数据传输终端:由于网关控制器漫衍在各个区域,和服务器主机之间通常距离较远,所有的路灯数据又需要统一治理,故接纳4G DTU的方式,作为搭建局域网和广域网之间的桥梁。

图2 项目方案图

每个路灯采节点用ZM32模块来控制,ZM32模块可支持多级路由级联组成一个Zigbee网络,并对路灯节点数据举行转发传输。我们知道,Zigbee 通讯效率会随着路由级数的增添而下降,以是路由器必须按需结构。那么,ZM32模块可支持多少级路由结构呢?多级路由级联之后的组网时间和通讯性能若何呢?ZLG致远电子工程师对ZM32模块举行了多级路由级联测试。

在室内环境下,举行通讯级联测试,主要记录在级联网络结构下的组网时间以及协调器和位于网络最深条理的路由装备间的通讯性能,以验证模块的多跳功效,测试效果如下表。

表1 测试效果

说明:本次测试主要目的是为了验证多跳,而办公室空间有限,因此将远程信号强度调整到临界状态,使得每个模块依次传输,确保级联效果。现实使用时,可以通过安装位置的转变来保证信号强度,制止泛起临界状态。

现实空间环境下,当RSSI到达-92dBm时,已经靠近吸收状态的临界值,此时通讯稳固性不高,十分容易受到滋扰。当受到滋扰导致通讯中止,会增添丢包率和组网时长。因此,现在的测试效果可能存在一定的误差。详细的测试方案可咨询ZLG工程师。

 庞大的网络拓扑——商用照明

商用照明自己就是现成的互联网络,再将Mesh网络引入其中,就能为商业和工业设施提供一种提高运营效率并支持全新商业机会的创新方式。零售商将能够提供店内导航和定制化促销;医院将能够对患者和装备举行追踪;工厂能够举行自动化监控和维护;企业能够智能地控制照明和室温,并对占用率和安全性举行监控。Mesh网络依附无与伦比的普遍性、可靠性和互通性,将智能照明变身为无线毗邻平台。

图3 商用照明场景图

ZM32模块使用Mesh组网方式举行组网,而无线Mesh网络的特点主要是超远距离传输能力(网络笼罩局限广)和自修复能力。下图为Mesh网络拓扑结构图。

图4 Mesh 网络拓扑结构

那么,在庞大的Mesh网络中,ZM32系列Zigbee模块的稳固性若何呢?同样,ZLG工程师对ZM32模块举行了稳固性测试,在举行大规模自组网时,并在高强度的数据传输下举行延续长时间测试,以验证ZM32模块的稳固性和可靠性,通过模拟网络内某要害节点永远损坏,测试网络自愈时间。测试主要分终端装备组网测试和全路由组网测试,详细的测试方案可咨询ZLG工程师。测试结论如下:

终端组网测试:

245台装备能在1min内乐成并发入网(测试共240台终端+5台路由);

要害节点断电,网络自愈时间约7min(若是网络内数目较少,自愈时间将更短);

广播控制能实时响应;

休眠与非休眠状态下,能够稳固准时上报。

以上是接纳自组网方式的组网时间。若接纳设置组网方式,可以缩短组网时间。

全路由组网测试:

101台装备组成的网络能在32min内乐成并发入网(测试共101台路由装备);

101台装备组成的网络中,要害节点断电,网络自愈时间约 15s(若是网络内数目较少,网络自愈时间将更短);

广播控制均能实时响应;

101台路由非休眠状态下,能够稳固准时上报。

以上是接纳自组网方式的组网时间。若接纳设置组网方式,可以缩短组网时间。

 并发上报——智慧工厂

物联网手艺的生长加速了工业4.0的转型升级,一系列产业已最先向信息化治理转变,传统工厂到智慧工厂的变化必然会成为未来天下制造业中的一波“浪潮”,传统工厂快速实现角色转换的方式是实现装备间的互联互通。

图5 智慧工厂场景图

以中国十大支柱产业之一的纺织行业举例,现在织机运行自动监控一样平常接纳单片机监控系统或基于RS-485总线的单主机集散监控系统,也有部门织机接纳CAN总线的监控系统。然则这些织机运行监控系统存在成本高,系统结构庞大抗滋扰性较差以及系统维护难题等瑕玷。

与RS-485总线及CAN总线相比,Zigbee在实时性、抗滋扰和可靠性照样在系统成本和扩展性方面都具有显著的优势。同时,在系统布线方面,由于Zigbee接纳无线方式,可解决布线庞大的问题。

图6 Zigbee无线方案

然则,在智慧工厂这种大规模的网络中,所有节点并发的概率和数目会增添,对网络的处置能力提出更大的挑战。以是,ZLG研发工程师对ZM32举行了并发测试,测试ZM32的并发处置能力。测试主要分全终端并发上报和全路由并发上报,详细的测试方案可咨询ZLG工程师。测试结论如下:

全终端并发上报:

最大并发数目是62台,上报时间约3.5s;

当发送字节数跨越射频单帧的最大负载(74字节),并发数目最大支持20台,上报时间约3.5s。

以上测试串口端仅发送一次,若用户增添重发,并发数目会提升。

全路由并发上报:

全路由的并发上报测试中,发送字节数小于射频单帧的最大负载(74字节),最大并发数目约是30台,上报时间约3.5s。

以上测试串口端仅发送一次,若用户增添重发,并发数目会提升。

总结

看完了《ZM32深度剖析》系列文章,对于这样一款性能强劲,功效厚实且使用简朴的产物,你是否心动了呢?

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