Zigbee 干擾實驗

在本研究中使用 Zigbee 網路作為封包傳輸的主要媒介，Zigbee 網路屬於無

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線網路的一種，而無線網路的特性即為容易受到外界環境的干擾，即使是相同的 實驗，在白天或晚上，溫度高低或是濕度的不同，不同時間點做都會得到不同的 結果。雖然如此，以上的因素對於無線網路傳輸來說並不會造成不可挽回的影響，

然而，若是在網路傳輸的途中受到干擾的影響，則會因為干擾的影響使得封包碰 撞遺失，或是造成封包內容錯誤，若是更嚴重的情形，該環境下有長期的干擾存 在，則可能使得網路傳輸變得困難。

因為 WiFi 網路與 Zigbee 網路使用相同的頻帶傳輸，如圖 6-12，因此當 WiFi 訊號存在時，Zigbee 網路的傳輸品質會受到影響，對於 Zigbee 網路而言，此時 的 WiFi 訊號即為外在干擾。

圖 6-12 WiFi 與 Zigbee 共用頻帶示意圖

為了探討當外在干擾存在時，使用 Zigbee 設備作為網路傳輸方式的控制系 統效能會受到什麼樣的影響，此時在原本的網路控制系統中加入傳輸流量為 300kb/s 的 WiFi 訊號對網路控制系統進行干擾，實驗架構如圖 6-13 所示。實驗 首先以 one-delay 估測器補償控制系統，結果如圖 6-15 所示，在 300kb/s 流量的 WiFi 訊號下，僅以 one-delay 估測器補償的系統響應有著巨大的追跡誤差。接著 以 IME+DPC 的架構進行網路控制資料遺失的補償， 得到的結果僅稍微比

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one-delay 估測器架構好一些。最後以 IME+DPC+PDC 架構進行補償的系統，除 了零星部分有較大的誤差外，幾乎將外在干擾產生的影響降至最小。進一步地，

將取樣週期更改為 30ms 重新實驗流程，可得圖 6-18 的結果，僅以 one-delay 和 IME+DPC 這兩種資料遺失補償的架構進行補償最終都會導致系統響應發散，而 加入 PDC 後以 PDC 結合 DCP 和 IME 的架構進行補償，結果如圖 6-18(c)所示，

能夠將干擾的影響大幅降低。

最後將實驗在 WiFi 訊號流量加大的情形下，網路控制系統的效能。以 WiFi 訊號流量超過 1M/s 的外在干擾情形下，進行網路控制的實驗。然而，在此條件 下因為 Zigbee 搜尋不到可以使用的頻道，Zigbee 網路無法建立，因此兩種補償 策略皆無法控制受控端馬達。

圖 6-13 存在 WiFi 干擾的網路控制系統示意圖

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圖 6-14 300kb/s 流量的 WiFi 訊號干擾下網路控制系統之延遲時間

圖 6-15 以 one-delay 估測器補償干擾因素的追跡誤差圖

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圖 6-16 以IME+DPC估測器補償干擾因素的追跡誤差圖

圖 6-17 以 IME+DPC+ PDC 補償干擾因素的追跡誤差圖

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(a)

(b)

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(c)

圖 6-18 於 30ms 取樣週期在 300kb/s 干擾下補償之追跡誤差圖(a)以 one-delay 補 償 (b)以 IME+DPC 架構補償 (c)以 IME+DPC+ PDC 架構補償

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