基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的數(shù)據(jù)監(jiān)測及故障診斷方法，該方法是組建多條無線傳輸?shù)娜哂嗤罚煌ㄟ^該無線網(wǎng)絡(luò)將終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)依據(jù)DDE協(xié)議，最終到達(dá)上位機(jī)的組態(tài)軟件，由組態(tài)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測；建立了基于TCL腳本語言和組態(tài)軟件的故障診斷機(jī)制。通過本方法，可以解決無線節(jié)點(diǎn)較多、維護(hù)較困難的問題，有效保證了該Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。
【專利說明】基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及Zigbee無線組網(wǎng)技術(shù)，具體涉及到現(xiàn)場設(shè)備與組態(tài)軟件的無線通信技術(shù)，無線節(jié)點(diǎn)的故障診斷技術(shù)以及TCL地址輪詢軟件與組態(tài)軟件的集成技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，很多企業(yè)中的現(xiàn)場設(shè)備與工控機(jī)之間大都采用“終端節(jié)點(diǎn)-中繼節(jié)點(diǎn)-中心節(jié)點(diǎn)”這樣單路徑的無線通信方式，只能保證無線網(wǎng)絡(luò)在短時間內(nèi)的正常運(yùn)行，同時一旦出現(xiàn)故障，無法及時而準(zhǔn)確查出故障節(jié)點(diǎn)的位置，給系統(tǒng)維修帶來極大的困難，因此，由Zigbee節(jié)點(diǎn)組成的無線網(wǎng)絡(luò)能否可靠運(yùn)行關(guān)乎到整個生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和安全問題，而網(wǎng)絡(luò)的合理組建和增設(shè)節(jié)點(diǎn)故障診斷機(jī)制是保證系統(tǒng)最終穩(wěn)定運(yùn)行的重要前提。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是解決企業(yè)現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)存在運(yùn)行不穩(wěn)定和維修困難的問題，提出了一種無線網(wǎng)絡(luò)的組建、監(jiān)測和故障自診斷方法，該方法基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余技術(shù)，借助DDE通信協(xié)議、組態(tài)軟件和TCL腳本語言，建立了現(xiàn)場設(shè)備與組態(tài)軟件的無線通信，形成了一種可靠的無線節(jié)點(diǎn)故障診斷機(jī)制。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷方法，包括如下步驟:
第I步建立具有冗余路徑的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)；
具體是對Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)做冗余；
第2步通過該無線網(wǎng)絡(luò)將終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)依據(jù)DDE協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的組態(tài)軟件，實(shí)施監(jiān)測；
所述組態(tài)軟件支持DDE設(shè)備連接，通過組態(tài)界面有無數(shù)據(jù)顯示，測試現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的無線通信是否正常，否則重新配置無線節(jié)點(diǎn)；
第3步建立基于TCL腳本語言和組態(tài)軟件的故障診斷機(jī)制；；
具體包括以下步驟:
(1)在無線網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)部分，需要增設(shè)一個Zigbee節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)具備接收狀態(tài)信號的功能；
(2)基于TCL腳本的地址輪詢方式可以生成無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件，以txt的格式保存在固定的路徑下；
(3)組態(tài)軟件在線讀取無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
通過上述本發(fā)明采用的技術(shù)方案可以看出，基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的無線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信，解決了企業(yè)現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程在線監(jiān)測的問題，同時由TCL地址輪詢和組態(tài)監(jiān)測兩種方式建立了 Zigbee節(jié)點(diǎn)雙重故障診斷機(jī)制，保證了整個無線網(wǎng)絡(luò)的安全可靠運(yùn)行，使節(jié)點(diǎn)維護(hù)更加方便。

[0006]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的流程示意圖；
圖2是本發(fā)明組建的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；
圖3是本發(fā)明創(chuàng)建的基于TCL的無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)測界面。
[0008]

【具體實(shí)施方式】
[0009]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更為清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0010]請參閱圖1所示，本發(fā)明提出了一種基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷方法。
[0011]該方法包括如下步驟:
第I步建立具有冗余路徑的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)；具體是對Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)做冗余；
在本實(shí)施例中，組建的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示，該網(wǎng)絡(luò)的無線節(jié)點(diǎn)由中心節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)組成。中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的匯總，分為兩類節(jié)點(diǎn)，一類為狀態(tài)信號監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，另一類為現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)接收節(jié)點(diǎn)，它由節(jié)點(diǎn)a、b和c組成，這3個節(jié)點(diǎn)分別與上位機(jī)連接，選用數(shù)傳功能的SZ02型號模塊:節(jié)點(diǎn)a配置為中心節(jié)點(diǎn)類型，廣播發(fā)送模式，負(fù)責(zé)接收現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)；節(jié)點(diǎn)b配置為中心節(jié)點(diǎn)類型，廣播發(fā)送模式，做節(jié)點(diǎn)a的冗余；節(jié)點(diǎn)c配置為中繼節(jié)點(diǎn)類型，協(xié)議發(fā)送模式，負(fù)責(zé)輪詢各個無線節(jié)點(diǎn)的地址，實(shí)時監(jiān)測無線模塊的運(yùn)行狀態(tài)。中繼節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離無線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)接，由節(jié)點(diǎn)d、e、f和g組成，選用數(shù)采功能的SZ06型號模塊，這4個節(jié)點(diǎn)都配置成中繼路由類型，廣播發(fā)送模式。該無線網(wǎng)絡(luò)選擇了兩個節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)d和f )進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，節(jié)點(diǎn)e和g分別作中繼節(jié)點(diǎn)冗余。終端節(jié)點(diǎn)主要用于現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的無線傳輸，由節(jié)點(diǎn)h和i組成，這兩個節(jié)點(diǎn)通過串口與不同類型的終端設(shè)備連接，選用數(shù)傳功能的SZ02型號模塊，兩節(jié)點(diǎn)都配置成終端節(jié)點(diǎn)類型，廣播發(fā)送模式，其中節(jié)點(diǎn)h做節(jié)點(diǎn)i的冗余。
[0012]第2步通過該無線網(wǎng)絡(luò)將終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)依據(jù)DDE協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的組態(tài)軟件，實(shí)施監(jiān)測；所述組態(tài)軟件支持DDE設(shè)備連接，通過組態(tài)界面有無數(shù)據(jù)顯示，測試現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的無線通信是否正常，否則重新配置無線節(jié)點(diǎn)；
第3步建立基于TCL腳本語言和組態(tài)軟件的故障診斷機(jī)制；
具體操作包括以下步驟:
(1)在無線網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)部分，需要增設(shè)一個Zigbee節(jié)點(diǎn)，具備接收狀態(tài)信號的功能；
(2)基于TCL腳本的地址輪詢方式可以生成無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件，以txt的格式保存在固定的路徑下；
(3)組態(tài)軟件在線讀取無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件。
[0013]本發(fā)明找到了 Zigbee無線節(jié)點(diǎn)的故障診斷方法:采用輪詢無線節(jié)點(diǎn)地址的方式，對所有無線節(jié)點(diǎn)的設(shè)備地址進(jìn)行定時查詢，查詢到地址信息的節(jié)點(diǎn)會向中心節(jié)點(diǎn)(圖2中的節(jié)點(diǎn)C)返回響應(yīng)信息，出現(xiàn)故障的節(jié)點(diǎn)不會返回任何響應(yīng)信息，最終達(dá)到區(qū)分故障節(jié)點(diǎn)和正常節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)設(shè)備地址準(zhǔn)確定位故障節(jié)點(diǎn)的目的。
[0014]本發(fā)明在此診斷方法的基礎(chǔ)上，通過采用TCL腳本的地址輪詢方式生成了日志文件，以便組態(tài)軟件實(shí)時查詢，最終形成了 Zigbee節(jié)點(diǎn)雙重故障診斷機(jī)制。
[0015]下面結(jié)合具體應(yīng)用案例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0016]企業(yè)中的煙氣采集設(shè)備與工控機(jī)之間通過圖2的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)建立無線通信，工控機(jī)上的組態(tài)軟件通過DDE協(xié)議讀取中心節(jié)點(diǎn)(圖2中的節(jié)點(diǎn)a)接收到的采集數(shù)據(jù)，達(dá)到了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測的目的；基于TCL腳本的地址輪詢方式兼具狀態(tài)顯示和數(shù)據(jù)校驗兩項功能，它通過節(jié)點(diǎn)c向各個無線節(jié)點(diǎn)發(fā)送地址輪詢數(shù)據(jù)包，根據(jù)獲取的地址響應(yīng)數(shù)據(jù)包顯示各個節(jié)點(diǎn)的對應(yīng)狀態(tài)，監(jiān)測界面如圖3所示，當(dāng)節(jié)點(diǎn)迎運(yùn)行正常時，對應(yīng)指示燈為藍(lán)色閃爍，當(dāng)甚I節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，對應(yīng)指示燈為紅色靜止，這些監(jiān)測結(jié)果都以文本的方式保存在無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件中，供工作人員定時查閱，同時還能在線校驗響應(yīng)數(shù)據(jù)包的完整性和準(zhǔn)確性，根據(jù)校驗結(jié)果實(shí)時監(jiān)測無線通信的穩(wěn)定狀況；組態(tài)軟件一方面用來監(jiān)測無線傳輸過來的采集數(shù)據(jù)，另一方面用來實(shí)時查看無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志。這樣就實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測和節(jié)點(diǎn)狀態(tài)雙重診斷的目的。
[0017]本發(fā)明基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的無線網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)之間的穩(wěn)定通信，解決了現(xiàn)場設(shè)備采集的數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程在線監(jiān)CL地址輪詢和組態(tài)監(jiān)測兩種方式建立了 Zigbee節(jié)點(diǎn)雙重故障診斷機(jī)制，保證了整個無線網(wǎng)絡(luò)的安全可測的問題，同時由T靠運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種基于Zigbee節(jié)點(diǎn)冗余的數(shù)據(jù)監(jiān)測及故障診斷方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 第I步建立具有冗余路徑的Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)； 第2步通過該無線網(wǎng)絡(luò)將終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)依據(jù)DDE協(xié)議傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的組態(tài)軟件，實(shí)施監(jiān)測； 第3步建立基于TCL腳本語言和組態(tài)軟件的故障診斷機(jī)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述第I步中，分別對Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)中的中心節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)做冗余。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述第2步中，組態(tài)軟件支持DDE設(shè)備連接，通過組態(tài)界面有無數(shù)據(jù)顯示，測試現(xiàn)場設(shè)備與上位機(jī)的無線通信是否正常，否則重新配置無線節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述第3步中，在無線網(wǎng)絡(luò)的上位機(jī)部分，需要增設(shè)一個Zigbee節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)具備接收狀態(tài)信號的功能；基于TCL腳本的地址輪詢方式能夠生成無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件，以txt的格式保存在固定的路徑下；組態(tài)軟件在線讀取無線節(jié)點(diǎn)狀態(tài)日志文件。
【文檔編號】H04W84/18GK104320803SQ201410616776
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】陳在平, 董子昊, 倪建云, 賈超, 程赟 申請人:天津理工大學(xué)