background image

 

 

                           

                                                                                                          

 

 

UNIVERZITET CRNE GORE 

ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET

                                                                                         

 

 

 

 

Ivan Rašović 

 

PRAKTIČNA REALIZACIJA ZIGBEE MREŽA U INDUSTRIJSKIM 

POSTROJENJIMA 

 

MASTER RAD 

 

Podgorica, 2021. 

      

UNIVERZITET CRNE GORE 

ELEKTROTEHNIČKI FAKULTET 

 

background image

 

 

PODACI I INFORMACIJE O MAGISTRANDU 

Ime i prezime: 

Ivan Rašović

 

Datum i mjesto rođenja: 

23.08.1993. godine, Nikšić, Crna Gora

 

Prethodno završene studije: 

      Osnovne  studije:  Elektrotehnički  fakultet  Podgorica,  Univerzitet  Crne  Gore,              
Elektronika, telekomunikacije i računari, 180 ECTS kredita, 2016. 

      Specijalističke  studije:  Elektrotehnički  fakultet  Podgorica,  Univerzitet  Crne  Gore,              
Elektronika, telekomunikacije i računari (Smjer: Elektronika), 60 ECTS kredita, 2017. 

 

INFORMACIJE O MASTER RADU 

Studijski  program:  Akademske  magistarske  studije,  studijski  program:  Elektronika, 
telekomunikacije i računari 

Naslov rada: 

Praktična realizacija Zigbee mreža u industrijskim postrojenjima 

Fakultet na kojem je rad odbranjen: 

Elektrotehnički fakultet, Podgorica 

 

UDK, OCJENA I ODBRANA MAGISTARSKOG RADA 

Datum prijave magistarskog rada: 20.11.2019. 
Datum sjednice Vijeća na kojoj je prihvaćena tema: 20.05.2020.

 

Komisija za ocjenu teme i podobnosti magistranta:  

1.

 

Prof. dr Radovan Stojanović  

2.

 

Prof. dr Zoran Mijanović 

3.

 

Prof. dr Neđeljko Lekić 

 
Mentor: Prof. dr Zoran Mijanović 

 

Komisija za ocjenu rada:  

1.

 

Prof. dr Radovan Stojanović  

2.

 

Prof. dr Zoran Mijanović 

3.

 

Prof. dr Neđeljko Lekić 

Komisija za odbranu rada:  

1.

 

Prof. dr Radovan Stojanović  

2.

 

Prof. dr Zoran Mijanović  

3.

 

Prof. dr Neđeljko Lekić 

 

Datum odbrane: 28.06.2021. 

Datum promocije:________ 

 

 

Page 3 is redacted
background image

 

 

Sažetak 

 

Rad  "Praktična  realizacija  Zigbee  mreža  u  industrijskim  postrojenjima"  predstavlja 

aktuelnu temu iz oblasti bežičnih komunikacionih tehnologija i bavi se višestranom analizom 
Zigbee protokola kao što su pitanja njegove arhitekture, značaja i najčešće primjene (opisna i 
strukturna analiza), zatim digitalizacijom industrijskih postrojenja (funkcionalna analiza), kao 
i prikupljanjem i obradom podataka korišćenjem različitih računarskih alata i programerskih 
rješenja (kauzalna analiza).  

Dolazak do zaključaka po predmetu ovog rada (Zigbee mreže) odvija se kroz nekoliko 

prostora opisne, strukturne, funkcionalne i kauzalne analize. U prvom, opisnom i strukturnom 
koraku, analizirani su  principi Zigbee mreže, njena specifičnost i avangardnost kao osnova za  
razvoj komunikacione mreže ostvarene preko mikrokontrolerske razvojne platforme Arduino i 
digitalnog  radio  modula  XBee.  Funkcionalnom  analizom  je  utvrđeno  da  Zigbee  sistem 
omogućava  pouzdanu  bežičnu  komunikaciju između  udaljenih  čvorova,  čak  iako ne  postoji 
neposredan  put  između  njih.  Projektovani  sistem,  uz  minimalne  izmjene  hardverske  i 
softverske strukture, ima veoma širok spektar primjene. 

Praktični prilog ovog rada se ogleda u strukturiranju i angažovanju sistema za kontrolu 

i  monitoring  industrijskog  postrojenja  „na  daljinu“.  Simulacija  rada  projektovanog  sistema 
bežične  komunikacije,  predloženog  u  ovom  radu,  je  izvršena  u  realnom  industrijskom 
okruženju. Takođe, rezultati mjerenja, najznačajnijih parametara pouzdanog rada sistema, su 
predstavljeni u ovom radu.  

Istraživanje  je  sprovedeno  sa  ciljem  razvijanja  sistema  bežične  industrijske 

komunikacije  i  kontrole  industrijskog  postrojenja.  Znajući  nedostatke  i  ograničenja 
konvencionalnih  sistema  industrijske  komunikacije,  svrha  ovog  rada  je  doprinos  većem 
integrisanju  bežičnih  tehnologija  na  proizvodnim  linijama,  kao  i  smanjenju  troškova 
implementiranja i održavanja takvog sistema. U radu je dat predlog sistema čije su značajne 
osobine  njegova  laka  implementacija,  mobilnost  i  jednostavnost  upotrebe,  efikasnost  i 
pristupačna cijena.  

Ključne riječi:  industrijska proizvodnja, Zigbee, XBee, Arduino. 

 

background image

Abstract 

 

The thesis "Practical implementation of Zigbee networks in industrial plants" is a actual 

topic  in  the  field  of  wireless  communication  technologies  and  deals  with  the  multifaceted 
analysis  of  Zigbee  protocols  such  as  its  architecture,  significance,  and  most  common 
application  (descriptive  and  structural  analysis),  then  digitalization  of  industrial  plants 
(functional analysis), as well as data collection and processing using various computer tools 
and programming solutions (causal analysis). 

Conclusions on the subject of this paper (Zigbee network) take place through several 

spaces of descriptive, structural, functional, and causal analysis.  In the first, descriptive and 
structural step, the principles of the Zigbee network, its specificity, and avant-garde as a basis 
for  the  development  of  the  communication  network  realized  through  the  microcontroller 
development  platform  Arduino  and  digital  radio  module  XBee  were  analyzed.  Functional 
analysis has shown that the Zigbee system enables reliable wireless communication between 
remote nodes, even if there is no direct path between them. The designed system, with minimal 
changes in hardware and software structure, has a very wide range of applications. 

The practical contribution of this paper is reflected in the structuring and engagement 

of the system for control and monitoring of the industrial plant "remotely". The simulation of 
the  operation  of  the  designed  wireless  communication  system,  proposed  in  this  paper,  was 
performed in a real industrial environment. Also, the results of measuring the most important 
parameters of reliable system operation are presented in this paper. 

The research was conducted to develop a system of wireless industrial communication 

and control of an industrial plant. Knowing the shortcomings and limitations of conventional 
industrial communication systems, the purpose of this paper is to contribute to the greater 
integration of wireless technologies on production lines, as well as to reduce the costs of 
implementing and maintaining such a system. The paper presents a proposal of a system 
whose significant features are its easy implementation, mobility and ease of use, efficiency, 
and affordable price. 

Keywords: industrial production, Zigbee, XBee, Arduino. 

 

 

Page 6 is redacted
background image

Master rad 

 

Ivan Rašović 

 

5.2

 

API režim rada .......................................................................................................... 41

 

5.2.1 API okvir ................................................................................................................. 41

 

5.3       Režim spavanja ........................................................................................................ 43

 

5.4       XCTU aplikacija ...................................................................................................... 43

 

5.4.1 Podešavanje koordinatora ....................................................................................... 43

 

5.4.2 Podešavanje rutera .................................................................................................. 44

 

6.       Razvijeni sistem i rezultati simulacija

........................................................................ 46

 

6.1       Hardverske komponente razvijenog sistema ............................................................ 51

 

6.1.1

 

USB adapter ............................................................................................................ 51

 

6.1.2 Arduino Uno mikrokontroler .................................................................................. 52

 

6.1.3 XBee shield ............................................................................................................. 53

 

6.2       Arduino kod.............................................................................................................. 56

 

6.3       Matlab GUI .............................................................................................................. 57

 

6.4       Excel ......................................................................................................................... 59

 

6.5       VPN .......................................................................................................................... 60

 

6.5.1 LogMeIn Hamachi .................................................................................................. 61

 

6.6       Vijek trajanja baterije ............................................................................................... 63

 

6.7       Eksperimentalni rezultati.......................................................................................... 64

 

6.8       Cijena sistema .......................................................................................................... 70

 

7.

 

Zaključak

 ........................................................................................................................ 71

 

8.

 

Literatura

........................................................................................................................ 72