專利名稱：基于ZigBee無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具體涉及一種基于ZigBee無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)是通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過射頻識(shí)別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。目前的物聯(lián)網(wǎng)ZigBee無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)套件，有一些只提供基本的開發(fā)板，沒有提供硬件設(shè)備原理圖、完整的嵌入式代碼和功能豐富的上位機(jī)軟件系統(tǒng)，從教學(xué)的角度考慮， 有些缺失不完整，不能滿足基于ZigBee無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的需要，限制和制約了物聯(lián)網(wǎng)在教育教學(xué)上的發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種智能程度高、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好、靈活性強(qiáng)、擴(kuò)展性好， 操作方便、使用直觀高效的基于ZigBee無線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括監(jiān)控管理單元、ZigBee網(wǎng)關(guān)和ZigBee無線定位單元，所述ZigBee 網(wǎng)關(guān)分別與監(jiān)控管理單元、ZigBee無線定位單元相連，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)包括用于組織協(xié)調(diào) ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的ZigBee協(xié)調(diào)器，所述ZigBee無線定位單元包括三個(gè)以上靜態(tài)的ZigBee 參考節(jié)點(diǎn)、用于附著標(biāo)的物上實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)的物定位的ZigBee定位節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee參考節(jié)點(diǎn)、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)分通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與ZigBee協(xié)調(diào)器相連。作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)它還包括多個(gè)用于轉(zhuǎn)發(fā)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的ZigBee路由節(jié)點(diǎn))，所述 ZigBee參考節(jié)點(diǎn)、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)分別通過ZigBee路由節(jié)點(diǎn)與ZigBee協(xié)調(diào)器相連。它還包括具有ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)訪問功能的ZigBee無線傳感單元，所述ZigBee無線傳感單元包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、煙霧探測(cè)傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、C02傳感器、紅外人體感應(yīng)傳感器、干簧管傳感器、加速度傳感器中的至少一種。所述ZigBee網(wǎng)關(guān)還包括輸入輸出控制單元，所述輸入輸出控制單元包括按鍵、蜂鳴器報(bào)警、LED流水燈、數(shù)碼管、直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)、繼電器中的至少一種。所述ZigBee網(wǎng)關(guān)與監(jiān)控管理單元之間通過通信接口相連。所述通信接口包括RS232串口模塊、ZigBee模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊、3G模塊中的至少一種。本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型通過ZigBee實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的定位、監(jiān)控功能，能夠充分利用zigbee無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好、自愈性強(qiáng)的特點(diǎn)，具有智能程度高、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好、靈活性強(qiáng)、擴(kuò)展性好，操作方便、使用直觀高效的優(yōu)點(diǎn)。2、本實(shí)用新型能夠讓學(xué)生學(xué)習(xí)ZigBee嵌入式開發(fā)，實(shí)現(xiàn)ZigBee各種組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(例如，多種傳感數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制等)，實(shí)現(xiàn)無線定位實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型各設(shè)備之間可以靈活組合，學(xué)生按照自身的獨(dú)特設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新試驗(yàn)，其具有很強(qiáng)的靈活性和擴(kuò)展性。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例具有多種監(jiān)控管理單元形式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖例說明1、監(jiān)控管理單元；2、ZigBee網(wǎng)關(guān)；21、ZigBee協(xié)調(diào)器；22、輸入輸出控制單元；3、ZigBee無線定位單元；31、ZigBee參考節(jié)點(diǎn)；32、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)；4、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)；5、ZigBee無線傳感單元；6、通信接口。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括監(jiān)控管理單元1、ZigBee網(wǎng)關(guān)2和ZigBee無線定位單元3，ZigBee網(wǎng)關(guān)2分別與監(jiān)控管理單元1、ZigBee無線定位單元3相連，ZigBee網(wǎng)關(guān)2包括用于組織協(xié)調(diào)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的 ZigBee協(xié)調(diào)器21，ZigBee無線定位單元3包括靜態(tài)的ZigBee參考節(jié)點(diǎn)31、用于附著標(biāo)的物上實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)的物定位的ZigBee定位節(jié)點(diǎn)32，ZigBee參考節(jié)點(diǎn)31、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)32分通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與ZigBee協(xié)調(diào)器21相連。本實(shí)施例還包括多個(gè)用于轉(zhuǎn)發(fā)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)4， ZigBee參考節(jié)點(diǎn)31、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)32分別通過ZigBee路由節(jié)點(diǎn)4與ZigBee協(xié)調(diào)器21 相連。本實(shí)施例的ZigBee參考節(jié)點(diǎn)31、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)32、ZigBee協(xié)調(diào)器21、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)4之間可以組建星型、樹狀、Mesh網(wǎng)絡(luò)多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?shí)現(xiàn)多種傳感數(shù)據(jù)的采集和控制等。本實(shí)施例中監(jiān)控管理單元1可采用手機(jī)或者計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，可以通過hternet和手機(jī)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，當(dāng)然結(jié)合ZigBee無線傳感網(wǎng)監(jiān)控軟件，使得操作更方便、效果更直觀，能自由創(chuàng)新，滿足物聯(lián)網(wǎng)智能家居和智能溫室大棚等多種物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用。本實(shí)施例還包括具有ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)訪問功能的ZigBee無線傳感單元5，ZigBee 無線傳感單元5包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、煙霧探測(cè)傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、C02傳感器、紅外人體感應(yīng)傳感器、干簧管傳感器、加速度傳感器中的至少一種。ZigBee網(wǎng)關(guān)2與監(jiān)控管理單元1之間通過通信接口 6相連。本實(shí)施例的通信接口 6可采用包括RS232串口模塊、ZigBee模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、GPRS模塊、 3G模塊中的至少一種。本實(shí)施例中，ZigBee網(wǎng)關(guān)2是無線傳感網(wǎng)絡(luò)核心，能夠建立ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡(luò)，并且對(duì)加入的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和訪問，對(duì)整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)。采用射頻頂板和支持底板形式，提供RS232串口、以太網(wǎng)口、JTAG等多種接口，或提供藍(lán)牙、WiFi、 GPRS、3G技術(shù)進(jìn)行接入。ZigBee網(wǎng)關(guān)2采用CC2530無線通訊模塊為核心，擁有最大250Kbps 的傳輸速率，滿足多種類型傳感器需求。ZigBee網(wǎng)關(guān)2上設(shè)有無線定位軟件，無線定位軟件是一個(gè)定位上位機(jī)監(jiān)控軟件，可以設(shè)置參考地圖，參考節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的定位。本實(shí)施例中標(biāo)的物ZigBee終端節(jié)點(diǎn)完成的是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的終端任務(wù)，包括以下基本組成部分a)傳感器模塊提供溫度、濕度、光照度、各種氣體、紅外人體感應(yīng)等多種傳感器模塊，這些模塊直接通過I/O 口與標(biāo)準(zhǔn)無線模塊連接。b)無線通信模塊，采用CC2530無線通訊模塊為核心，擁有最大250Kbps的傳輸速率，滿足多種類型傳感器需求。c)提供JTAG、 電池和電源三種供電方式，尤其是電池供電，可以滿足靈活的擺放需求。物聯(lián)網(wǎng)ZigBee無線傳感網(wǎng)實(shí)驗(yàn)套件，ZigBee監(jiān)控軟件提供豐富的管理界面，實(shí)現(xiàn)各ZigBee模塊設(shè)置、自動(dòng)生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?shí)現(xiàn)傳感數(shù)據(jù)采集和控制等功能。此外，vZigBee網(wǎng)關(guān)2還包括輸入輸出控制單元22，輸入輸出控制單元22包括按鍵、蜂鳴器報(bào)警、LED流水燈、數(shù)碼管、直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)、繼電器中的至少一種。輸入輸出控制單元22除了通過ZigBee網(wǎng)關(guān)2進(jìn)行本地控制以外，還可以接收來自監(jiān)控管理單元1 的遠(yuǎn)程控制命令，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作交互。如圖2所示，監(jiān)控管理單元1可以采用多種形式，例如采用直接與物聯(lián)網(wǎng)智能家居網(wǎng)關(guān)2相連的終端1的形式、采用通過internet與ZigBee網(wǎng)關(guān)2相連的終端2的形式，終端1和終端2均采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，上面安裝有ZigBee實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)；或者監(jiān)控管理單元1 采用遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)o線攝像頭、或者為通過通信網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)關(guān)2相連的手機(jī)的形式等。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于包括監(jiān)控管理單元(1)、 ZigBee網(wǎng)關(guān)(2)和ZigBee無線定位單元(3)，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)(2)分別與監(jiān)控管理單元 (l)、ZigBee無線定位單元(3)相連，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)(2)包括用于組織協(xié)調(diào)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的ZigBee協(xié)調(diào)器(21)，所述ZigBee無線定位單元(3)包括三個(gè)以上靜態(tài)的ZigBee參考節(jié)點(diǎn)(31)、用于附著標(biāo)的物上實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)的物定位的ZigBee定位節(jié)點(diǎn)(32)，所述ZigBee 參考節(jié)點(diǎn)(31)、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)(32)分通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與ZigBee協(xié)調(diào)器Ql)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于它還包括多個(gè)用于轉(zhuǎn)發(fā)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee參考節(jié)點(diǎn) (31)、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)(32)分別通過ZigBee路由節(jié)點(diǎn)(4)與ZigBee協(xié)調(diào)器(21)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于它還包括具有ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)訪問功能的ZigBee無線傳感單元(5)，所述ZigBee無線傳感單元( 包括溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、煙霧探測(cè)傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、 C02傳感器、紅外人體感應(yīng)傳感器、干簧管傳感器、加速度傳感器中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述 ZigBee網(wǎng)關(guān)(2)還包括輸入輸出控制單元(22)，所述輸入輸出控制單元Q2)包括按鍵、蜂鳴器報(bào)警、LED流水燈、數(shù)碼管、直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)、繼電器中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee網(wǎng)關(guān)⑵與監(jiān)控管理單元⑴之間通過通信接口(6)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述通信接口(6)包括RS232串口模塊、ZigBee模塊、藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、以太網(wǎng)模塊、GPRS 模塊、3G模塊中的至少一種。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括監(jiān)控管理單元、ZigBee網(wǎng)關(guān)、ZigBee無線傳感單元、ZigBee輸入輸出控制單元和ZigBee無線定位單元，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)分別與監(jiān)控管理單元、ZigBee無線傳感單元、ZigBee輸入輸出控制單元、ZigBee無線定位單元相連，所述ZigBee網(wǎng)關(guān)包括用于組織協(xié)調(diào)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的ZigBee協(xié)調(diào)器，可與無線傳感單元和輸入輸出控制單元組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)WSN，所述ZigBee無線定位單元包括三個(gè)以上靜態(tài)的ZigBee參考節(jié)點(diǎn)、用于附著標(biāo)的物上實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)的物定位的ZigBee定位節(jié)點(diǎn)，所述ZigBee參考節(jié)點(diǎn)、ZigBee定位節(jié)點(diǎn)與ZigBee協(xié)調(diào)器相連。本實(shí)用新型具有實(shí)施。本實(shí)用新型具有智能程度高、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性好、靈活性強(qiáng)、擴(kuò)展性好，操作方便、使用直觀高效的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S5/00GK202310119SQ201120380758
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
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