CN104735709A - 一种Zigbee节点部署检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及Zigbee网络技术领域，具体为一种Zigbee节点部署检测装置及检测方法，其能够在现场实时方便地检测Zigbee节点部署情况，操作简单，确保生产设备正常协调工作，检测装置包括移动智能设备和生产设备，所述移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，所述生产设备上安装Zigbee节点，所述移动智能设备和所述Zigbee节点通过网络通信连接，在移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，检测方法包括在生产设备上安装Zigbee节点，将移动智能设备与生产设备通信连接，移动智能设备中的Zigbee节点部署检测软件对生产设备进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测。

Description

一种Zigbee节点部署检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及Zigbee网络技术领域，具体为一种Zigbee节点部署检测装置及检测方法。

背景技术

 网络在工业控制应用中，是采集数据和传输命令的通信链路载体，传统的现场总线技术，以有线连接方式为主。用ZigBee技术组建的网络具有低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全等特点；Zigbee组网技术适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，组网成本低。

Zigbee组网技术成熟后，在对实时性要求不高、数据传输量不大的工业控制领域，用Zigbee组建的工业控制网络正逐渐取代用有线部署的工业控制网络。用Zigbee组网具有成本低、网络部署方便的优点，适合在环境复杂、铺设线缆不方便的工业生产场所进行部署，部署后维护简单，当Zigbee节点故障后，更换故障节点即可，降低了后期网络的维护成本和时间。

在部署Zigbee网络时，需要检测Zigbee节点部署的方法，用以检测Zigbee节点的部署是否正确、是否与规划设计一致；部署完成后，需要检测Zigbee节点所承载的功能是否正确、是否可以正常使用；工业生产期间，需要定期检测Zigbee节点承载的功能是否正常，以确保生产安全。

传统上，工业生产控制系统往往部署在控制机房，各种信息汇聚在服务器上，工作人员在电脑上使用相关软件，对生产信息进行监控。工作人员可以在机房获得各种信息，但不能看到现场实际情况。由于工业生产系统的复杂性、工业生产安全的重要性，在信息系统获得故障指示后，往往不能轻易判定产生故障的具体原因，故障有可能是生产设备故障，也可能是工业控制网络的错误，也可能是信息系统误报。具体故障需要相关工作人去现场检测并修复，工业控制网络往往与生产系统相结合，工作人员到现场不仅要检测生产设备，还要检测与之相关的网络系统是否正常、网络系统与生产设备是否能正常协调工作。现场检测需要必要的辅助检测设备和工具。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种Zigbee节点部署检测装置及检测方法，其能够在现场实时方便地检测Zigbee节点部署情况，操作简单，确保生产设备正常协调工作。

其技术方案是这样的：一种Zigbee节点部署检测装置，其特征在于，其包括移动智能设备和生产设备，所述移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，所述生产设备上安装Zigbee节点，所述移动智能设备和所述Zigbee节点通过网络通信连接。

其进一步特征在于，所述移动智能设备安装Zigbee协调器，所述Zigbee节点上安装手动开关，所述手动开关实现测试网络和生产网络的选择；

所述Zigbee节点上安装检测警示灯和蜂鸣器；

所述移动智能设备与所述生产设备之间设置生产控制中心，所述移动智能设备与所述生产控制中心通过IP网络通信连接，所述生产设备与所述生产控制中心通过Zigbee网络通信连接；

所述生产设备包括多个。

一种Zigbee节点部署检测方法，其特征在于，在移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，在生产设备上安装Zigbee节点，将移动智能设备与生产设备通信连接，移动智能设备中的Zigbee节点部署检测软件对生产设备进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测。

其进一步特征在于，在移动智能设备安装Zigbee协调器，Zigbee节点上安装手动开关，将手动开关拨至检测模式，用移动智能设备对Zigbee节点进行检测，通过Zigbee节点，采集生产设备上报的信息通过Zigbee节点部署检测软件进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测；

在移动智能设备与生产设备之间设置生产控制中心，将移动智能设备与生产控制中心通过IP网络通信连接、生产设备与生产控制中心通过Zigbee网络通信连接使移动智能设备与Zigbee节点连接，用移动智能设备对Zigbee节点进行检测，通过Zigbee节点，采集生产设备上报的信息通过Zigbee节点部署检测软件进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测。

采用本发明的方案后，将移动智能设备连接Zigbee节点，通过网络通信实现对生产设备的检测，移动智能设备使用简单方便，能够在现场实时方便地检测Zigbee节点部署情况，操作简单，确保生产设备正常协调工作。

附图说明

图1为本发明直接通信方式检测装置示意图；

图2为本发明直接通信方式检测方法流程图；

图3为本发明间接通信方式检测装置示意图。

具体实施方式

见图1，图2，图3所示，一种Zigbee节点部署检测装置，其包括移动智能设备和生产设备，移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，生产设备上安装Zigbee节点，移动智能设备和Zigbee节点通过网络通信连接。移动智能设备与Zigbee节点通信方式有两种：第一种是直接通信方式，移动智能设备安装Zigbee协调器，Zigbee节点上安装手动开关，手动开关实现测试网络和生产网络的选择，由于移动智能设备集成了Zigbee协调器功能，让待检测的Zigbee节点加入移动智能设备建立的Zigbee网络，加入后，移动智能设备可以和Zigbee节点直接进行通信，在Zigbee节点上安装检测警示灯和蜂鸣器，可以起到提示作用；第二种是间接通信方式，移动智能设备通过IP网络，连接至生产控制信息系统，通过生产控制信息系统，间接与Zigbee节点通信，移动智能设备与生产设备之间设置生产控制中心，移动智能设备与生产控制中心通过IP网络通信连接，生产设备与生产控制中心通过Zigbee网络通信连接；生产设备包括多个，可以实现对多个生产设备的检测。

第一种直接通信方式：移动智能设备上的Zigbee协调器负责组建Zigbee测试网络，使用专门的网络ID和信道等参数，Zigbee节点上手动开关的作用是设置Zigbee节点要连接到测试网络或生产网络，在Zigbee节点上配置两套Zigbee组网参数，一套为检测专用的组网参数，网络ID和信道设置等参数与移动智能设备上集成的Zigbee协调器的参数相同；另一套为正常运行的组网参数，做为加入生产网络使用。Zigbee节点通过手动开关切换两套组网参数，实现切换Zigbee节点连接到测试网络或生产网络。此外，还需在Zigbee节点上集成检测指示灯和蜂鸣器，用来指示Zigbee节点是否连接到测试网络。集成Zigbee协调器功能的移动智能设备由工作人员带至检测现场后，在移动智能设备上启动Zigbee节点部署检测软件，Zigbee节点与生产设备部署在一起，拨动手动开关让Zigbee节点进入检测运行模式，连接到移动智能设备组建的Zigbee测试网络中，节点成功进入检测运行模式后，检测警示灯闪烁、蜂鸣器间歇性鸣叫，此时工作人员就可以使用检测软件进行检测。Zigbee节点和生产设备是一种协同工作关系，Zigbee节点加入到检测网络中后，移动智能设备上的检测软件就可以通过该Zigbee节点与生产设备通信，进行功能检测。具体检测步骤如下：

（1）将手动开关拨至检测模式：Zigbee节点断开原来的网络，使用检测专用组网参数对网络设置重新设置。配置成功后，开始搜寻检测网络，搜寻到由移动智能设备的Zigbee协调器建立的网络后，加入该网络。加入到检测网络后，检测警示灯闪烁、蜂鸣器间歇性鸣叫，给工作人员提供直观的提示，表示节点已经连接到了移动智能设备的协调器建立的检测网络中，可以进行检测。同时，在移动智能设备的Zigbee节点部署检测软件界面上，能够显示该节点的信息，表示该节点已经成功连接到了检测网络。如果检测指示灯不闪烁、蜂鸣器没有间歇性鸣叫，或者移动智能设备上的Zigbee节点部署检测软件界面没有显示该节点信息，表示本步骤不成功。需要逐个排查移动智能设备及集成的Zigbee协调器、Zigbee节点部署检测软件、Zigbee节点是否有故障，并记录。如果是Zigbee节点故障，则排查原因，进行维修或更换。

（2）用移动智能设备对Zigbee节点进行检测：使用Zigbee节点部署检测软件，检测Zigbee节点的基本信息，除基本的组网信息外，还可以检测节点的配置、版本、ID等信息，与设计规划进行核对，检查节点部署是否正确。

（3）通过Zigbee节点，采集生产设备上报的信息，分析得到的数据是否与设计相符：在工业控制中，当生产设备状态发生变化时，或者有生产信息需要上报时，会产生数据，发送给控制总心，以反映生产的最新状态。在本步骤中，工作人员可以对生产设备进行操作，使之上报数据，生产设备将上报数据通过Zigbee节点发送给移动智能设备，并在Zigbee节点部署检测软件上显示。工作人员根据上报的数据信息，检查上生产设备是否存在故障、生产设备与Zigbee节点的协调工作是否存在问题。还可以检查该数据与对生产设备进行的操作是否吻合，如果吻合，说明Zigbee节点、生产设备、控制系统等相关设备协同工作正常，否则，这些设备不能正确协同工作。例如，在阀门控制应用中，如果泵未完全关闭，但通过Zigbee节点传输到控制中心或移动智能设备的数据显示泵已经完全关闭，这种情况就是不能正确协同工作的情况，可能会造成严重的安全事故。如果工作人员不能对生产设备进行操作，那么可以选择等待生产设备状态发生变化后，再进行检查；如果工作人员即不能对生产设备进行操作，生产设备的状态也不发生变化，那么可以跳过本步骤，进行下面的主动检查，并在检测记录给予备注。

（4）使用移动智能设备的检测软件，对生产设备进行主动控制：本步骤用Zigbee节点部署检测软件对生产设备进行控制测试。工作人员使用Zigbee节点部署检测软件，向生产设备发送命令，观察设备的反应，如果设备能依照命令进行相应动作，说明正常；如果设备不能依照命令进行相应动作、或动作不到位，说明有故障。

（5） 根据上面检测结果，进行相应处理：如果检测结果都正常，或者如果检测结果异常，经过问题排查和处理后，使用Zigbee节点部署检测软件记录检测结果和处理过程，工作人员将手动开关拨至正常运行模式后，检测警示灯熄灭、蜂鸣器静默。如果检测结果异常，经过问题排查和处理后，仍不能解决问题，那么需要寻求其它处理方案，比如更换Zigbee节点和设备等，这种情况已超出本发明技术方案范围，不是本发明解决的问题。

第二种间接通信方式：包括移动智能设备、Zigbee节点、生产设备。本发明需要移动智能设备能够通过IP网络连接到生产控制中心，生产控制中心通过网络与Zigbee节点相连，生产控制中心中转移动智能设备和Zigbee节点间的通信。由于充分利用了现有的网络，无需另外组建专门的检测网络，Zigbee节点无需切换网络。与上面的直接通信方式相比，移动智能设备上无需集成Zigbee协调器功能，Zigbee节点上无需集成手动开关、检测指示灯和蜂鸣器，节省了成本。

通信方式检测Zigbee节点部署的技术方案，对移动智能设备连接到IP网络与生产控制信息系统通信的方式、方法、手段没有具体限定，依靠现有成熟的网络技术实现即可。由于生产控制信息系统与Zigbee网络相连，能够与Zigbee网络中的Zigbee节点通信，通信内容包括采集Zigbee节点上报的信息、向Zigbee节点发送控制命令。那么间接通信方式下，移动智能设备借助生产控制信息系统的中转，与Zigbee节点进行通信，执行检测的各项任务，需要生产控制信息系统提供相应的接口，开发移动智能设备上的检测软件时，需要使用该接口，接入到生产控制信息系统，与Zigbee节点通信。具体的接口设计、接口实现，根据具体情况实施。

本发明所述间接通信方式检测Zigbee节点部署的检测实施，通过生产控制信息系统中转通信数据，无需切换Zigbee节点所连接的网络。具体检测的内容、步骤，与上述直接通信方式基本一致，只是省去了上述步骤（1）以及步骤（5）手动开关的操作。

本发明仅提供故障的方法和实施方式，在现场对Zigbee节点检测，对故障进行初步定位。当检测到设备不能协同工作时，任何一个设备都有可能出问题，比如Zigbee节点、生产设备、数据采集模块等，具体问题的定位，要根据具体情况，进行仔细排查。仅依靠本发明提供的技术方案，不能对故障进行详细定位和原因分析。如果在工业控制系统总体设计时，对故障定位和故障数据报告进行了专门的设计，配合本发明提供的方法，可以进行更精准的检测和故障定位。

Claims (8)

1.一种Zigbee节点部署检测装置，其特征在于，其包括移动智能设备和生产设备，所述移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，所述生产设备上安装Zigbee节点，所述移动智能设备和所述Zigbee节点通过网络通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种Zigbee节点部署检测装置，其特征在于，所述移动智能设备安装Zigbee协调器，所述Zigbee节点上安装手动开关，所述手动开关实现测试网络和生产网络的选择。

3.根据权利要求2所述的一种Zigbee节点部署检测装置，其特征在于，所述Zigbee节点上安装检测警示灯和蜂鸣器。

4.根据权利要求1所述的一种Zigbee节点部署检测装置，其特征在于，所述移动智能设备与所述生产设备之间设置生产控制中心，所述移动智能设备与所述生产控制中心通过IP网络通信连接，所述生产设备与所述生产控制中心通过Zigbee网络通信连接。

5.根据权利要求4所述的一种Zigbee节点部署检测装置，其特征在于，所述生产设备包括多个。

6.一种Zigbee节点部署检测方法，其特征在于，在移动智能设备安装Zigbee节点部署检测软件，在生产设备上安装Zigbee节点，将移动智能设备与生产设备通信连接，移动智能设备中的Zigbee节点部署检测软件对生产设备进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测。

7.根据权利要求6所述的一种Zigbee节点部署检测方法，其特征在于，在移动智能设备安装Zigbee协调器，Zigbee节点上安装手动开关，将手动开关拨至检测模式，用移动智能设备对Zigbee节点进行检测，通过Zigbee节点，采集生产设备上报的信息通过Zigbee节点部署检测软件进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测。

8.根据权利要求6所述的一种Zigbee节点部署检测方法，其特征在于，在移动智能设备与生产设备之间设置生产控制中心，将移动智能设备与生产控制中心通过IP网络通信连接、生产设备与生产控制中心通过Zigbee网络通信连接使移动智能设备与Zigbee节点连接，用移动智能设备对Zigbee节点进行检测，通过Zigbee节点，采集生产设备上报的信息通过Zigbee节点部署检测软件进行Zigbee节点部署位置检测、Zigbee节点状态检测、Zigbee节点承载功能检测。