基于Zigbee的水位信息采集系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水位信息采集領(lǐng)域，具體是涉及一種基于Zigbee的水位信息采集系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水利信息化，就是指充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，深入開(kāi)發(fā)和廣泛利用水利信息資源，包括水利信息采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和服務(wù)，全面提升水利事業(yè)活動(dòng)效率的歷史過(guò)程。水位實(shí)時(shí)測(cè)報(bào)是水資源管理的基礎(chǔ)，是防汛抗旱、水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)水利信息化的必要手段。
[0003]現(xiàn)在的水位信息采集系統(tǒng)通過(guò)傳感器檢測(cè)水位信息，并通過(guò)GPRS (GeneralPacket Rad1 Service，通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù))模塊將水位信息處理、以及協(xié)議封裝后發(fā)送到GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，接入移動(dòng)公司提供的專用的GPRS網(wǎng)絡(luò)，將水位信息傳送給中心站；同時(shí)實(shí)時(shí)接收中心站命令，完成相應(yīng)的任務(wù)。中心站會(huì)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)信息繪制出相應(yīng)的24小時(shí)水位歷史曲線、月水位歷史曲線等曲線來(lái)顯示監(jiān)測(cè)結(jié)果。
[0004]現(xiàn)有的水位信息采集系統(tǒng)存在以下不足:
[0005]GPRS網(wǎng)絡(luò)是收費(fèi)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所產(chǎn)生的流量無(wú)疑會(huì)產(chǎn)生較高的成本，并且移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的GPRS模塊成本較高，使信息采集系統(tǒng)的正常運(yùn)行成本較高。
[0006]GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于移動(dòng)通信GSM網(wǎng)絡(luò)的，當(dāng)用戶量較多時(shí)，會(huì)影響GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾?，影響?duì)水位信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；即便移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)速度隨著3G、4G的應(yīng)用有所提升，也難以避免因移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的擁堵而造成的影響。
[0007]現(xiàn)在的水位信息采集系統(tǒng)采用單一的采集方式，當(dāng)采集出現(xiàn)異常時(shí)，難以及時(shí)修復(fù)，影響水位信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種基于Zigbee的水位信息采集系統(tǒng)及方法，接收終端與采集終端通過(guò)Zigbee協(xié)議通信，將水位傳感器采集的水位信號(hào)上傳至計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)水位信息的采集，與現(xiàn)有的水位信息采集系統(tǒng)相比較，減免了GPRS的移動(dòng)通信費(fèi)用，能夠有效降低水位信息采集系統(tǒng)的成本，采集水位信息時(shí)，不存在繁忙擁堵的現(xiàn)象，而且采用兩種水位信號(hào)采集方式，保證水位信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0009]本發(fā)明提供一種基于Zigbee的水位信息采集系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、接收終端、至少I個(gè)采集終端、至少I臺(tái)主用水位傳感器和至少I臺(tái)備用水位傳感器，每個(gè)采集終端各匹配I臺(tái)主用水位傳感器和I臺(tái)備用水位傳感器，計(jì)算機(jī)與接收終端相連，接收終端還與所有的采集終端相連，接收終端通過(guò)Zigbee協(xié)議與采集終端通信；
[0010]每個(gè)采集終端均包括微控制單元MCU、收發(fā)模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊，MCU通過(guò)收發(fā)模塊與接收終端交互；MCU包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC引腳和RS485通信模塊，ADC引腳與I臺(tái)主用水位傳感器相連，RS485通信模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與I臺(tái)備用水位傳感器相連；
[0011]所述接收終端用于:向收發(fā)模塊發(fā)送主用水位傳感器調(diào)用指令、或備用水位傳感器調(diào)用指令；將收發(fā)模塊發(fā)送的數(shù)字信號(hào)上傳至計(jì)算機(jī):
[0012]所述收發(fā)模塊用于:將主用水位傳感器調(diào)用指令或備用水位傳感器調(diào)用指令發(fā)送至采集終端的MCU ;將MCU轉(zhuǎn)換形成的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至接收終端；
[0013]所述MCU用于:收到主用水位傳感器調(diào)用指令后，調(diào)用主用水位傳感器采集主用水位信號(hào)；收到備用水位傳感器調(diào)用指令后，調(diào)用備用水位傳感器采集備用水位信號(hào)；將接收的主用水位信號(hào)或485電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，發(fā)送至收發(fā)模塊；
[0014]所述主用水位傳感器用于:采集主用水位信號(hào)，將主用水位信號(hào)經(jīng)ADC引腳發(fā)送至 MCU ；
[0015]所述備用水位傳感器用于:采集備用水位信號(hào)，將備用水位信號(hào)發(fā)送至采集終端的電平轉(zhuǎn)換模塊；
[0016]所述電平轉(zhuǎn)換模塊用于:將備用水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成485電平信號(hào)后經(jīng)RS485通信模塊發(fā)送至MCU ;
[0017]所述計(jì)算機(jī)用于:將接收終端發(fā)送的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加工處理。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述RS485通信模塊包括RS485串口和485接口芯片，RS485串口通過(guò)485接口芯片與電平轉(zhuǎn)換模塊相連。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述MCU采用型號(hào)為MSP430F5529的單片機(jī)。
[0020]本發(fā)明還提供一種用于上述系統(tǒng)的基于Zigbee的水位信息采集方法，包括以下步驟:
[0021]S1:初始化接收終端和采集終端，接收終端與需要采集的水位信息對(duì)應(yīng)的采集終端建立鏈接，轉(zhuǎn)入S2 ;
[0022]S2:接收終端依次判斷每個(gè)建立鏈接的采集終端的ADC引腳是否正常，若是，轉(zhuǎn)入S3 ;否則轉(zhuǎn)入S4 ;
[0023]S3:接收終端向ADC引腳正常的采集終端的收發(fā)模塊，發(fā)送主用水位傳感器調(diào)用指令，收發(fā)模塊將主用水位傳感器調(diào)用指令發(fā)送至MCU ;MCU調(diào)用主用水位傳感器采集主用水位信號(hào)，主用水位傳感器將采集得到的主用水位信號(hào)通過(guò)ADC引腳發(fā)送至MCU，MCU將主用水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)收發(fā)模塊發(fā)送至接收終端，轉(zhuǎn)入S5 ;
[0024]S4:接收終端向ADC引腳非正常的采集終端的收發(fā)模塊，發(fā)送備用水位傳感器調(diào)用指令，收發(fā)模塊將備用水位傳感器調(diào)用指令傳送至MCU ;MCU調(diào)用備用水位傳感器采集備用水位信號(hào)，備用水位傳感器將采集得到的備用水位信號(hào)發(fā)送至電平轉(zhuǎn)換模塊；電平轉(zhuǎn)換模塊將備用水位信號(hào)轉(zhuǎn)換成485電平信號(hào)；電平轉(zhuǎn)換模塊將485電平信號(hào)通過(guò)RS485通信模塊發(fā)送至MCU，MCU將485電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)收發(fā)模.塊發(fā)送至接收終端，轉(zhuǎn)入S5 ；
[0025]S5:接收終端將接收的數(shù)字信號(hào)上傳至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加工處理，結(jié)束。
[0026]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述RS485通信模塊包括RS485串口和485接口芯片，RS485串口通過(guò)485接口芯片與電平轉(zhuǎn)換模塊相連；S4中所述電平轉(zhuǎn)換模塊將485電平信號(hào)通過(guò)RS485通信模塊發(fā)送至MCU，具體包括以下步驟:電平轉(zhuǎn)換模塊將485電平信號(hào)經(jīng)485接口芯片發(fā)送至MCU。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0028](I)本發(fā)明中接收終端與采集終端通過(guò)Zigbee協(xié)議通信，將水位傳感器采集的水位信號(hào)上傳至計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)水位信息的采集，與現(xiàn)有的水位信息采集系統(tǒng)相比較，減免了 GPRS的移動(dòng)通信費(fèi)用，能夠有效降低水位信息采集系統(tǒng)的成本，采集水位信息時(shí)，不存在繁忙擁堵的現(xiàn)象。
[0029](2)本發(fā)明中采用兩種水位信號(hào)采集方式，當(dāng)采集終端的ADC引腳異常時(shí)，可以通過(guò)RS485串口實(shí)現(xiàn)水位信號(hào)的采集，從而保證水位信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中基于Zigbee的水位信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0031]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中基于Zigbee的水位信息采集方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0033]參見(jiàn)圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于Zigbee的水位信息采集系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、接收終端、至少I個(gè)采集終端、至少I臺(tái)主用水位傳感器和至少I臺(tái)備用水位傳感器，每個(gè)采集終端各匹配I臺(tái)主用水位傳感器和I臺(tái)備用水位傳感器，計(jì)算機(jī)與接收終端相連，接收終端還與所有的采集終端相連，接收終端通過(guò)Zigbee協(xié)議與采集終端通信。
[0034]每個(gè)采集終端均包括MCU(Micro Control Unit，微控制單元)、收發(fā)模塊和電平轉(zhuǎn)換模塊，MCU通過(guò)收發(fā)模塊與接收終端交互；MCU包括ADC(Analog-to_digital converter,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器)引腳和RS485通信模塊，ADC引腳與I臺(tái)主用水位傳感器相連，RS485通信模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與I臺(tái)備用水位傳感器相連。
[0035]接收終端用于:向收發(fā)模塊發(fā)送主用水位傳感器調(diào)用指令、或