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城市照明监控系统测试优化方案

更新时间:2025-01-10 工作计划 版权反馈
【摘要】:表8-11通信距离测试结果由测试结果可以看出,CC2530模块通信距离可维持在100m以上,完全满足城市照明监控系统所需的通信要求。图8-56入网成功终端结点返回命令帧3)系统功能测试采用某公司后台服务器上的城市照明控制系统软件与监听软件配合测试系统功能。图8-57城市照明控制系统软件界面系统功能采用6个单灯测控器进行简单实现,其中2个为路由结点,4个为终端设备。图8-58系统功能测试的硬件连接

1)CC2530模块通信距离测试

通信距离测试采用两块CC2530无线通信模块进行点对点传输。CC2530模块的发射功率设定在4.5dbm,天线采用50Ω的单极子天线。将发送模块设定为连续发送模式,每间隔10s发送一次数据,每成功发送一次数据时发送模块的LED指示灯闪烁一次。与此同时,接收模块每成功接收一次数据时,其LED指示灯亦闪烁一次。采用这一方法可以简单快速地判断出两块ZigBee模块是否仍在进行无线通信。通信距离测试的硬件连接如图8-51所示。

图8-51 通信距离测试的硬件连接

由于城市照明设施所处的实际环境比较复杂,有时可能会有一些建筑物存在遮挡信号。因此测试环境分别选择了开阔地方和有小型建筑物遮挡的地方。最终测试结果如表8-11所示。

表8-11 通信距离测试结果

由测试结果可以看出,CC2530模块通信距离可维持在100m以上,完全满足城市照明监控系统所需的通信要求。当有建筑物遮挡时,通信距离会有小幅减小,但不影响系统使用。在实际安装时,建议将单灯测控器安装在灯杆顶端,以使其无线通信距离尽可能远。

2)系统组网测试

(1)测试方法

将网络中的协调器、路由结点和终端结点通过CC Debug在线仿真器下载程序,不同的结点下载不同的程序。协调器上电初始化后,将其通过串口与PC相连。路由结点和终端结点的入网可行性可以通过ZigBee无线抓包模块捕捉无线信道内的数据来体现。

组网测试采用3个CC2530结点,其中1个为协调器,1个为路由结点,1个为终端设备。采用二级树状网络拓扑验证系统的组网及无线网络发送数据的可行性。组网测试的硬件连接如图8-52所示。

图8-52 组网测试的硬件连接

(2)协调器建网

协调器上电初始化后开始组建网络,将协调器通过串口与PC相连。通过串口调试助手可以看见上电后协调器建立网络的相关信息,如图8-53所示。

图8-53 协调器初始化信息

其中,MAC address即设备64位MAC地址,它类似于PC的MAC地址,是唯一的。Network address的前2个字节0x0001为网络的PAN-ID,后2个字节0xFFF0为协调器的逻辑地址。RF通道采用第11通道,其频率范围为2.4025GHz~2.407 5GHz。

协调器建网完成后,向网络中广播结点启动命令帧,将ZigBee抓包模块连至PC,将接收到的数据通过串口调试助手显示。此时抓包模块接收到的数据如图8-54所示。(www.xing528.com)

图8-54 协调器结点广播命令帧

可以看到协调器广播的一条数据帧“15 61 88F1 1 0FF FF F0FF C FF FF FF F0 0 30 1 0 0 1 0 3E”。该帧是以16进制显示的,“15”代表帧长,“3E”代表无线信号的LQI信号质量值,“61 88F1 1 0FF FF F0FF”为数据发送时ZigBee网络附加的帧头,“C FF F0FF FF 0 30 1 0 0 1 0 3E”为结点启动命令帧。

(3)路由结点入网

当路由结点上电后,扫描信道,接收到结点启动命令后启动发送功能并加入网络,入网成功后向协调器返回自身状态信息。抓包模块此时接收到的无线数据如图8-55所示,该路由结点的逻辑地址为:0x0001。

图8-55 入网成功路由结点返回命令帧

(4)终端结点入网

终端结点上电后,扫描信道,接收到路由结点转发过来的结点启动命令后启动发送功能并加入网络,入网成功后向路由结点发送自身状态信息。抓包模块接收到的无线数据如图8-56所示,该终端结点的逻辑地址为:0x0101。

图8-56 入网成功终端结点返回命令帧

3)系统功能测试

采用某公司后台服务器上的城市照明控制系统软件与监听软件配合测试系统功能。监听软件得到系统软件发送的命令帧后,将其通过GPRS发送至路端通信装置,路端通信装置通过协调器将命令发送至ZigBee网络从而控制单灯状态。城市照明控制系统软件界面如图8-57所示。

图8-57 城市照明控制系统软件界面

系统功能采用6个单灯测控器进行简单实现,其中2个为路由结点,4个为终端设备。网络PAN-ID设定为0x0001,6个设备逻辑地址分别为:0x0001,0x0101,0x0102,0x0002,0x0201,0x0202,对应的单灯结点号分别为1~6,在路端通信装置中维护一张表格,将设备逻辑地址与单灯结点号联系起来。系统功能测试的硬件连接如图8-58所示。

可登录后台服务器,打开监听软件及城市照明控制系统软件。给路端通信装置上电,约1分钟后监听软件收到GPRS模块发来的心跳包,表明此时GPRS连接已经成功。

图8-58 系统功能测试的硬件连接

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