專利名稱：基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集控制裝置，尤其是一種基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置。
背景技術(shù)：
在利用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線通訊的技術(shù)領(lǐng)域中，藍(lán)牙技術(shù)的問世，無疑為通訊下家的用戶提供了極為便利的使用環(huán)境。例如，藍(lán)牙接聽裝置(耳機(jī))、滿足移動(dòng)通信規(guī)程的視聽裝置、滿足網(wǎng)絡(luò)通訊的家用電器裝置等等。藍(lán)牙技術(shù)之所以有市場(chǎng)，是因?yàn)樵跓o線信號(hào)的傳輸上，它克服了“短距布線”的問題，可以使用戶在一定的(幾十米)距離內(nèi)將自己的通訊設(shè)備與無線信號(hào)的發(fā)射裝置之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)的“無線連接”，換句話說，就是只要滿足某一通訊規(guī)程的射頻限定，就可以在這一通訊規(guī)程的領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)用戶設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間的通訊。但是，藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展也有自身的瓶頸問題信號(hào)傳輸距離短、信號(hào)傳輸過程中的失真等。這并非是因?yàn)橛脩粼O(shè)備本身功率大小的限定問題，而是由于所轄通訊規(guī)程之內(nèi)的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集控制的射頻技術(shù)設(shè)限而決定的。因此，在射頻技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)階段，IT人員提出了解決Zigbee平臺(tái)一站式服務(wù)的理念。這種一站式服務(wù)的射頻技術(shù)，其效益絕對(duì)優(yōu)于藍(lán)牙技術(shù)，它是基于行業(yè)中領(lǐng)先的射頻2.4GHz收發(fā)器和符合IEEE 802.15.4協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，以具有Zigbee的無線節(jié)點(diǎn)的CC2430版本為基礎(chǔ)而發(fā)展的數(shù)據(jù)采集控制技術(shù)。在該版本中，CC2430SoC系列包括三個(gè)產(chǎn)品CC2430-F32，CC2430-F64 andCC2430-F128，他們的區(qū)別僅在于所使用內(nèi)置閃寸的字節(jié)數(shù)不同，因此，如何充分利用Zigbee無線節(jié)點(diǎn)的CC2430版本技術(shù)，即為當(dāng)今家電控制理念帶來了新的內(nèi)涵。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置。該裝置接收來自Internet網(wǎng)絡(luò)的RF信號(hào)，并以此來控制Zigbee用戶級(jí)的使用。為此，本實(shí)用新型解決所述問題的技術(shù)方案是一種基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，具有與Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊連接的且?guī)в兄骺毓?jié)點(diǎn)模塊的Zigbee主控裝置單元和帶有專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊的Zigbee專業(yè)裝置單元，以及設(shè)于所述Zigbee主控裝置單元和Zigbee專業(yè)裝置單元下一級(jí)的Zigbee用戶單元，其中，在所述的所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元的單元本體上分別設(shè)有與控制節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF主控節(jié)點(diǎn)端子，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元由至少一個(gè)以上的分立Zigbee用戶單元構(gòu)成，且每個(gè)Zigbee用戶單元的本體上設(shè)有與節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF收發(fā)端子，相對(duì)于所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元，所述的各個(gè)Zigbee用戶單元并聯(lián)連接。并且，所述的Zigbee主控裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊可以是一種通用控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊控制機(jī)構(gòu)模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的塊控制機(jī)構(gòu)模塊呈雙向信號(hào)線連接?；蛘?，所述的Zigbee主控裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種主控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊嵌入式Web模塊、一塊以太網(wǎng)接口模塊構(gòu)成，其中，所述的嵌入式Web模塊設(shè)于所述Zigbee模塊與所述以太網(wǎng)接口模塊之間，且彼此呈雙向信號(hào)線連接。而所述的Zigbee專業(yè)裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊專業(yè)控制模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的專業(yè)控制模塊呈雙向信號(hào)線連接。本案中，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊可以是一種手機(jī)控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊手機(jī)模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的手機(jī)模塊呈單向信號(hào)線連接。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所具有的積極效果是十分明顯的通訊距離長(zhǎng)是本裝置的特點(diǎn)之一，由于采用了符合射頻2.4GHz收發(fā)器和符合IEEE 802.15.4協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)Zigbee模塊，同時(shí)又由于在各個(gè)單元設(shè)置了RF端子，使得被Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元控制的下級(jí)用戶單元可以在百米以上的距離響應(yīng)其控制信號(hào)；相對(duì)于藍(lán)牙技術(shù)，Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元的群控功能在本裝置的數(shù)據(jù)采集方面顯得格外靈便，它的人-機(jī)交互能力是具有藍(lán)牙模塊的通訊設(shè)備所不能比擬的。


圖1是基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是關(guān)于圖1中Zigbee主控裝置單元的通用控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是關(guān)于圖1中Zigbee主控裝置單元的主控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是關(guān)于圖1中下級(jí)Zigbee用戶單元的手機(jī)控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是關(guān)于圖1中Zigbee專業(yè)裝置單元的專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中Zigbee主控裝置單元的RF主控節(jié)點(diǎn)端子-Z1，Zigbee專業(yè)裝置單元的RF專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)-Z2，Zigbee用戶單元的RF收發(fā)節(jié)點(diǎn)端子——Z3x，其中，x＝0、1、2...n。
具體實(shí)施方式
參見以上附圖，本實(shí)用新型涉及一種對(duì)于采用Zigbee技術(shù)應(yīng)用在專業(yè)及家庭(專業(yè)數(shù)據(jù)采集控制和手機(jī)、微波爐、彩電、熱水器、電冰箱以及空調(diào)等)的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集控制裝置。具體地說，本實(shí)用新型是一種基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，具有與Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊連接的且?guī)в兄骺毓?jié)點(diǎn)模塊的Zigbee主控裝置單元和帶有專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊的Zigbee專業(yè)裝置單元，設(shè)于所述Zigbee主控裝置單元和Zigbee專業(yè)裝置單元下一級(jí)的Zigbee用戶單元，其中，在所述的所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元的單元本體上分別設(shè)有與控制節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF主控節(jié)點(diǎn)端子(Z1)、(Z2)，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元由至少一個(gè)以上的分立Zigbee用戶單元構(gòu)成，且每個(gè)Zigbee用戶單元的本體上設(shè)有與節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF收發(fā)端子(Z3x)，相對(duì)于所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元，所述的各個(gè)Zigbee用戶單元并聯(lián)連接。并且，所述的Zigbee主控裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種通用控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊控制機(jī)構(gòu)模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的塊控制機(jī)構(gòu)模塊呈雙向信號(hào)線連接?；蛘?，所述的Zigbee主控裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種主控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊嵌入式Web模塊、一塊以太網(wǎng)接口模塊構(gòu)成，其中，所述的嵌入式Web模塊設(shè)于所述Zigbee模塊與所述以太網(wǎng)接口模塊之間，且彼此呈雙向信號(hào)線連接。而所述的Zigbee專業(yè)裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊專業(yè)控制模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的專業(yè)控制模塊呈雙向信號(hào)線連接。本案中，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊可以是一種手機(jī)控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊手機(jī)模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的手機(jī)模塊呈單向信號(hào)線連接。本裝置利用設(shè)置在各個(gè)所述單元上的RF射頻端子，是通過控制節(jié)點(diǎn)模塊對(duì)于已安裝了Zigbee數(shù)據(jù)采集控制裝置的Zigbee用戶單元所指的電器設(shè)備進(jìn)行諸如開關(guān)機(jī)、調(diào)節(jié)電器設(shè)備參數(shù)(例如更換電視節(jié)目，調(diào)節(jié)淋浴器，電冰箱溫度，傳感器采集控制等)控制動(dòng)作的，也可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)經(jīng)RF射頻端子、控制節(jié)點(diǎn)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)上述數(shù)據(jù)采集控制裝置的異地控制。本裝置通過以下的幾種控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)方式來實(shí)現(xiàn)其功能化的細(xì)分首先，從以上附圖可以看出，所有控制節(jié)點(diǎn)都是以模塊的結(jié)構(gòu)形式表現(xiàn)出來的，在每一幅圖上都有一個(gè)RF射頻端子，在每一幅圖當(dāng)中，所述的RF射頻端子均與圖中的屬于控制節(jié)點(diǎn)模塊中一部分的Zigbee模塊相連接。其中，圖2是Zigbee主控裝置單元的通用控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，該通用控制節(jié)點(diǎn)的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)具有模擬量和數(shù)字量輸出輸入的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，其中的Zigbee模塊是為實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、通信協(xié)議處理等功能而設(shè)置的；圖中，Zigbee模塊與控制機(jī)構(gòu)之間是采用如雙向箭頭所示的交互工作方式。圖3是Zigbee主控裝置單元的主控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，該主控制節(jié)點(diǎn)的是為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)而設(shè)置的中心節(jié)點(diǎn)，該中心節(jié)點(diǎn)可通過Internet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人-機(jī)交互，達(dá)到對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其它無線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控的目的。該節(jié)點(diǎn)也同時(shí)接收諸如ZigBee手機(jī)之類的遙控裝置發(fā)送的控制和監(jiān)視命令，對(duì)其它可控設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)；圖中，ZigBee模塊的作用是實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、通信協(xié)議處理等功能；嵌入式Web模塊的作用是通過以太網(wǎng)接口模塊接收遠(yuǎn)程用戶發(fā)來的命令請(qǐng)求，進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理后，通過與ZigBee模塊的I/O接口傳遞給ZigBee模塊，再由ZigBee模塊發(fā)送出去，接收ZigBee模塊收到其它控制節(jié)點(diǎn)發(fā)來數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理后以網(wǎng)頁(yè)的形式呈現(xiàn)給用戶；以太網(wǎng)接口模塊的作用是實(shí)現(xiàn)主控節(jié)點(diǎn)與Internet網(wǎng)絡(luò)的連接，實(shí)現(xiàn)用戶與嵌入式Web的交互。在圖中所示的各個(gè)模塊之間的位置很清楚地說明了它們之間的位置與連接關(guān)系，嵌入式Web模塊位于ZigBee模塊與以太網(wǎng)接口模塊的“中間”，其中的雙向箭頭指向表示的是它與相鄰的ZigBee模塊、以太網(wǎng)接口模塊的交互工作方式。圖4是下級(jí)Zigbee用戶單元的手機(jī)控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，該手機(jī)控制節(jié)點(diǎn)的作用是以手機(jī)通過主控節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的被控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控；圖中，ZigBee模塊的作用是實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、通信協(xié)議處理等功能；手機(jī)模塊的作用是實(shí)現(xiàn)人-機(jī)交互的界面，從而接收來自手機(jī)鍵盤輸入的控制命令，并將控制命令通過ZigBee模塊有關(guān)的I/O接口傳遞給ZigBee模塊；圖中的箭頭指向表明的是手機(jī)模塊與ZigBee模塊之間的信號(hào)傳輸是單向的。圖5是Zigbee專業(yè)裝置單元的專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，該專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)特定設(shè)備的進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制；圖中，ZigBee模塊的作用是實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、通信協(xié)議處理等功能；而專業(yè)控制模塊則是專門設(shè)計(jì)的且用于控制特定設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)，它是通過ZigBee的有關(guān)I/O接口進(jìn)行信息交互；圖中的ZigBee模塊與專業(yè)控制模塊之間的雙向箭頭表明它們的信號(hào)傳輸是交互的。
從理論上說，本裝置可適于所有Zigbee的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。它采用了行業(yè)中領(lǐng)先的RF射頻2.4GHz收發(fā)器和符合IEEE 802.15.4協(xié)議的CC2430版本，可根據(jù)需要，使裝置內(nèi)的內(nèi)置閃存的容量分別具有32K、64K或128K字節(jié)的選擇，與此同時(shí)，還可以獲得8K或8K以上的RAM支持。在本裝置的Zigbee主控裝置中，其中央處理器采用的高集成化且體積小的8051微處理器，而符合CC2430版本的電路模板又是基于Chipcon公司的SmartRF03技術(shù)平臺(tái)并采用了0.18微米CMOS工藝條件下生產(chǎn)的，且可在7×7mm，48PIN封裝下工作的；在RF端子的接收和發(fā)射模式下，本裝置的電流損耗可分別低于27mA或25mA。可想而知，對(duì)于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距無線通訊并要求具有其休眠模式和短時(shí)間的轉(zhuǎn)換到主動(dòng)模式的Zigbee用戶單元來說，上述實(shí)施例為Zigbee技術(shù)的應(yīng)用者們提供了使之可借鑒的理想方案，本配置可以被應(yīng)用于所有Zigbee的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，具有與Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊連接的且?guī)в兄骺毓?jié)點(diǎn)模塊的Zigbee主控裝置單元和帶有專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊的Zigbee專業(yè)裝置單元，設(shè)于所述Zigbee主控裝置單元和Zigbee專業(yè)裝置單元下一級(jí)的Zigbee用戶單元，其特征在于，在所述的所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元的單元本體上分別設(shè)有與控制節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF主控節(jié)點(diǎn)端子(Z1)、(Z2)，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元由至少一個(gè)以上的分立Zigbee用戶單元構(gòu)成，且每個(gè)Zigbee用戶單元的本體上設(shè)有與節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF收發(fā)端子(Z3x)，相對(duì)于所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元，所述的各個(gè)Zigbee用戶單元并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述的Zigbee主控裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種通用控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊控制機(jī)構(gòu)模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的塊控制機(jī)構(gòu)模塊呈雙向信號(hào)線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述的Zigbee主控裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種主控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊嵌入式Web模塊、一塊以太網(wǎng)接口模塊構(gòu)成，其中，所述的嵌入式Web模塊設(shè)于所述Zigbee模塊與所述以太網(wǎng)接口模塊之間，且彼此呈雙向信號(hào)線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述的Zigbee專業(yè)裝置單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊專業(yè)控制模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的專業(yè)控制模塊呈雙向信號(hào)線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，其特征在于，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元，其單元內(nèi)的控制節(jié)點(diǎn)模塊是一種手機(jī)控制節(jié)點(diǎn)模塊，它由至少一塊由Zigbee模塊、一塊手機(jī)模塊構(gòu)成，其中，所述的Zigbee模塊與所述的手機(jī)模塊呈單向信號(hào)線連接。
專利摘要一種基于Zigbee平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集控制裝置，具有與Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊連接的且?guī)в兄骺毓?jié)點(diǎn)模塊的Zigbee主控裝置單元和帶有專業(yè)控制節(jié)點(diǎn)模塊的Zigbee專業(yè)裝置單元，以及設(shè)于所述Zigbee主控裝置單元和Zigbee專業(yè)裝置單元下一級(jí)的Zigbee用戶單元，其中，在所述的所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元的單元本體上分別設(shè)有與控制節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF主控節(jié)點(diǎn)端子，所述的下級(jí)Zigbee用戶單元由至少一個(gè)以上的分立Zigbee用戶單元構(gòu)成，且每個(gè)Zigbee用戶單元的本體上設(shè)有與節(jié)點(diǎn)模塊相連接的RF收發(fā)端子，相對(duì)于所述的Zigbee主控裝置單元或Zigbee專業(yè)裝置單元，所述的各個(gè)Zigbee用戶單元并聯(lián)連接。
文檔編號(hào)H04B5/00GK2831629SQ20052012770
公開日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2005年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者李文才, 徐勇, 單洪, 劉容海 申請(qǐng)人:李文才, 徐勇, 單洪, 劉容海