專利名稱：傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的方法和裝置及網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器網(wǎng)絡(luò)及移動終端技術(shù)，尤其是一種傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián) 的方法和裝置及網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的利用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)中，一般采用RS-485總線，但在實際應(yīng) 用中都有以下缺陷RS_485總線上只能有一個主節(jié)點，無法構(gòu)成多主系統(tǒng)，一旦主節(jié)點出 現(xiàn)故障，系統(tǒng)就不能正常運行，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的可靠性較差。RS-485總線的抗干擾能力較 差，不適應(yīng)在高電磁環(huán)境下運行，而且其錯誤處理能力也很差。數(shù)據(jù)通信方式是命令響應(yīng) 式，下端節(jié)點只有在收到主節(jié)點的命令以后，才能響應(yīng)，從而造成數(shù)據(jù)不能及時上傳，導(dǎo)致 整個系統(tǒng)實時性較差，不適用于在線監(jiān)測這種要求實時性很高的系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的是提供一種實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的方 法，以便移動終端的用戶能夠進(jìn)行在線監(jiān)測。本發(fā)明的另一目的是提供一種實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的裝置，以便移動 終端的用戶能夠進(jìn)行在線監(jiān)測。本發(fā)明的再一目的是提供一種實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備， 以便移動終端與移動終端互聯(lián)。本發(fā)明的實現(xiàn)上述目的一種實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的方法包括以下步 驟傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線匯聚到網(wǎng)絡(luò)連接 設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器；服務(wù)器對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并 存儲到數(shù)據(jù)庫中；移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并經(jīng)由承 載網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備對傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。本發(fā)明的實現(xiàn)上述目的的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的裝置包括傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線匯聚 到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器；服務(wù)器，對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息， 并存儲到數(shù)據(jù)庫中；移動終端，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并經(jīng)由承 載網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備對傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。
在上述方法和裝置中，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場 總線服務(wù)；接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將其緩存；然后，將緩存的監(jiān)測 數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。此外，當(dāng)緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)的字節(jié)達(dá)到傳輸一個數(shù)據(jù)包大小時，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備將緩 存的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器；或者定時將緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 給服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括總線控制器，用于通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場總線服務(wù)；收發(fā)器，用于接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線傳來的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)， 并且將總線控制器從微處理器讀取的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用 戶指令通過現(xiàn)場總線發(fā)送給相應(yīng)的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；微處理器，用于接收和緩存由收發(fā)器通過總線控制器發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且接收 和緩存由通信模塊傳來的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令；通信模塊，用于接收微處理器緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)將緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器，并且接收移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí) 行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令。本發(fā)明的實現(xiàn)上述目的的一種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括總線控制器，用于通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場總線服務(wù)；收發(fā)器，用于接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線傳來的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)， 并且將總線控制器從微處理器讀取的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用 戶指令通過現(xiàn)場總線發(fā)送給相應(yīng)的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；微處理器，用于接收和緩存由收發(fā)器通過總線控制器發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且接收 和緩存由通信模塊傳來的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令；通信模塊，用于接收微處理器緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)將緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器，并且接收移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí) 行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令。本發(fā)明的技術(shù)效果是，利用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備完成傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端的互聯(lián)互 通，減少了傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性，無需為每個設(shè)備部署承載網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，降低了應(yīng)用 成本。


圖1是顯示本發(fā)明的傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的裝置的示意圖；圖2為本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的模塊結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3為傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的裝置在智能建筑中應(yīng)用的示意圖；圖4為執(zhí)行本發(fā)明的傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1顯示了本發(fā)明的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的裝置，包括
傳感器網(wǎng)絡(luò)1，傳感器網(wǎng)絡(luò)1將例如通過每個傳感器11采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (包括傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線12匯聚到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè) 備2 ；網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備2，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)3把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器4，其中承載 網(wǎng)絡(luò)可以是 WLAN、以太網(wǎng)、CDMA、GSM、TD-SCDMA、WCDMA、EVDO、WIMAX、LTE 網(wǎng)絡(luò)之一或組合；服務(wù)器4，對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到與監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的傳感器網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并存儲到數(shù)據(jù)庫(未顯示)中；移動終端5，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器4，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并經(jīng) 由承載網(wǎng)絡(luò)3、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備2對傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。圖2顯示了圖1所示的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的結(jié)構(gòu)，包括總線控制器21，用于通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)1提供現(xiàn)場總線服務(wù)；
收發(fā)器22，用于接收每個傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備11通過現(xiàn)場總線傳12來的傳感器網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且將總線控制器21從微處理器23讀取的用于訪問、控制或管理傳感器 /執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令通過現(xiàn)場總線12發(fā)送給相應(yīng)的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；微處理器23，用于接收和緩存由收發(fā)器22通過總線控制器21發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并 且接收和緩存由通信模塊24傳來的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶 指令；通信模塊24，用于接收微處理器23緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)3將緩存的監(jiān) 測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器4，并且接收移動終端5經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)3發(fā)送的用于訪問、控制或管理 傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令。圖2所示的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備還包括為上述總線控制器21、收發(fā)器22、處理器23、通信 模塊24提供電源的電源模塊25。一般來說，由于傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備低成本、低功耗、低負(fù)責(zé)性的要求以及接入網(wǎng)絡(luò)基 礎(chǔ)設(shè)備的多樣性，決定了每個傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都直接接入承載網(wǎng)絡(luò)是不實際的，并且傳感 器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)都非常有限，無法配置完備的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和路由協(xié) 議。就此而言，本發(fā)明利用硬件資源相對豐富的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備(網(wǎng)關(guān))完成傳感器網(wǎng)絡(luò)與 承載網(wǎng)絡(luò)及移動終端的互聯(lián)互通，從而使得每個傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都能夠接入承載網(wǎng)絡(luò)，解 決了上述的現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都直接接入承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)問題。另一方面，由于本發(fā)明采用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備完成傳感器網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，減少了傳 感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性，無需為每個設(shè)備部署承載網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備，降低了應(yīng)用成本。另 夕卜，網(wǎng)際連接設(shè)備(網(wǎng)關(guān))只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，不做網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層協(xié)議的處理，與ZIGBEE、 藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)代理網(wǎng)關(guān)設(shè)備相比，增加了轉(zhuǎn)換效率，又沒有破壞端對端的控制，保證了數(shù)據(jù)的 透明傳輸以及安全。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的不同，可以采用不同的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，接入各種承載 網(wǎng)絡(luò)，具有更強大的靈活性。本發(fā)明的現(xiàn)場總線可以是CAN (controller Area Network)總線，在此情況下，圖2 所示的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備可以是以傳感器網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，其中微控制器 23接收通信模塊24傳來的數(shù)據(jù)(即用戶指令)并緩存，然后將數(shù)據(jù)交CAN總線控制器21 待發(fā)，同時接收CAN總線控制器21傳來的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到通信模塊24 ；CAN總線控制 器21運行CAN協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)1提供CAN總線服務(wù)；收發(fā)器22作為CAN控制器與物理媒體的物理接口，接收現(xiàn)場傳感器11信號，為CAN總線控制器21提供比特流服務(wù)。CAN總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備2主要處理三類事件，即串口接收數(shù)據(jù)事件、無線接收數(shù)據(jù) 事件和定時器事件。①串口接收數(shù)據(jù)事件。每次從串口接收到一個字節(jié)的數(shù)據(jù)將觸發(fā)該事件。對于信 息采集任務(wù)來說，其信息是定時采集的。同時，CAN總線的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無線傳輸?shù)乃俾省?因此，在節(jié)點開辟了一段較大的發(fā)送緩存區(qū)，對CAN總線傳過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。該緩存區(qū) 的大小取決于無線傳輸?shù)乃俾室约癈AN總線在一個定時采集周期的數(shù)據(jù)量大小。假設(shè)無線 傳輸?shù)乃俾蕿閂、緩存區(qū)大小為M、采集周期為T、每個采集周期的數(shù)據(jù)量為Data，注意V為 傳輸有效數(shù)據(jù)的速率，即要去掉協(xié)議開銷以及管理和控制開銷，則至少滿足VXT彡Data, M ^ Data。為提高無線傳輸?shù)男?，不是每次從串口接受到一個字節(jié)就從無線接口發(fā)走，而 是每次緩存的字節(jié)數(shù)達(dá)到無線傳輸一個數(shù)據(jù)包的大小時，啟動任務(wù)。這種采用任務(wù)的方式 進(jìn)行實際的無線數(shù)據(jù)傳輸可以避免阻塞其他事件。②無線接收數(shù)據(jù)事件。每次從無線通信模塊接收到一個數(shù)據(jù)包將觸發(fā)該事件。事 件處理程序主要從協(xié)議數(shù)據(jù)包中獲取傳輸數(shù)據(jù)，并且緩存于接收緩存區(qū)，具體地怎么處理 無線接受的數(shù)據(jù)的工作，通過啟動任務(wù)來完成，以避免阻塞其他事件。③定時器事件。該事件定時觸發(fā)，該事件處理程序主要定時判斷串口接受數(shù)據(jù)緩 存區(qū)是否有數(shù)據(jù)，如果有的話，則啟動任務(wù)，以避免到串口收到的數(shù)據(jù)不足一個協(xié)議數(shù)據(jù)包 時，會長期滯留在串口接受數(shù)據(jù)緩存區(qū)中。
上述的發(fā)送緩存區(qū)和接收緩存區(qū)可以設(shè)置在微處理器23中。本發(fā)明的通信模塊24可以根據(jù)現(xiàn)場情況采用不同的通信模塊，以便通信模塊與 承載網(wǎng)絡(luò)相適應(yīng)。下面列舉本發(fā)明可以采用的通信模塊。有線通信模塊，如USB、RS232、以太網(wǎng)、XDSL、E1 ；總線通信模塊，如(l)CAN。CAN面向消息，多主、廣播協(xié)議，被ISOl 1898標(biāo)準(zhǔn)化 為高速通信。CAN采用帶非破壞性位判斷的CSMA或沖突避免(CSMA/CA)以解決潛在的總 線訪問沖突，不丟失數(shù)據(jù)和帶寬。識別符的長度(判斷域)為11位標(biāo)準(zhǔn)ID和29位擴展 ID (CANKingdom)。(2) HART。是為了滿足過程控制應(yīng)用中，在不中斷4_20mA信號情況下，實 現(xiàn)智能現(xiàn)場設(shè)備與主設(shè)備之間的雙向數(shù)字通信。(2)LonWorkS對等控制網(wǎng)絡(luò)，提供多種傳輸 介質(zhì)，柔性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳輸速率可達(dá)2. 5Mbps。介質(zhì)訪問分散爭用。應(yīng)用層提供4類36種服 務(wù)，更新網(wǎng)絡(luò)變量(隱式報文)和顯式報文。變量類型為預(yù)定義類型或C語言定義。報文 的發(fā)送為點對點或多點方式，帶或不帶確認(rèn)。(3)ModbuS Plus:網(wǎng)絡(luò)總線采用單/雙電纜布 局，可連接至多64個可尋址節(jié)點，IMbps傳輸速率。信息格式為HDLC，介質(zhì)訪問采用令牌方 式。(4) Profibus0近距離無線通信模塊如ZigBee技術(shù)、高速/低速UWB、RFID和藍(lán)牙。遠(yuǎn)距離無線通信模塊GSM、CDMA、GPRS、WCDMA,EVDO, TD-SCDMA, WIFI、UMAX, LTE寸。通信模塊可以是USB模塊，總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備是兼容USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和CAN協(xié)議的 總線轉(zhuǎn)換裝置；總線網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備則具有USB總線接口和電氣隔離的CAN接口，可實現(xiàn)數(shù) 據(jù)在USB總線和CAN總線之間的完全透明傳輸；在CAN通信網(wǎng)絡(luò)中，與總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備相 連的PC或嵌入式設(shè)備可作為一個標(biāo)準(zhǔn)的CAN節(jié)點。
通信模塊可以是以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備是CAN總線與以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器， 符合TCP/IP協(xié)議和CAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備具有10/100MbpS以太網(wǎng)接口和電氣 隔離的CAN接口。它有兩種工作方式-串口映射工作方式和Socket工作方式如采用串口 映射工作方式，在安裝模塊的驅(qū)動程序之后，總線網(wǎng)際連接設(shè)備即可將模塊映射為PC的一 個標(biāo)準(zhǔn)串口，進(jìn)而實現(xiàn)數(shù)據(jù)在以太網(wǎng)和CAN總線之間的完全透明傳輸；若采用Socket工作 方式，則PC可利用TCP/IP Socket與模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，此功能可將任何具備TCP/IP連接 能力的設(shè)備接入CAN總線系統(tǒng)，其支持的協(xié)議包括IP、UDP、TCP等。通信模塊可以是總線轉(zhuǎn)換模塊，總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備兼容CAN協(xié)議標(biāo) 準(zhǔn)和RS232 總線，總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備具有RS232串行總線接口和電氣隔離的CAN接口 ；可實現(xiàn)數(shù)據(jù)在 RS232總線和CAN總線之間的完全透明傳輸；總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備通過CAN總線將現(xiàn)場各傳 感器連成分布式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中計算機和各個傳感器分別有自己的ID標(biāo)志， 且保證各自的ID不重復(fù)。由傳感器采集現(xiàn)場的各種信號參數(shù)，通過CAN總線送至監(jiān)控機， 監(jiān)控機對整個CAN總線系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視管理，具有參數(shù)(如傳輸速率、節(jié)點地址等)設(shè)置、數(shù) 據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、本機狀態(tài)查詢、節(jié)點狀態(tài)查詢、中斷狀態(tài)查詢等功能。監(jiān)控機采用工業(yè)控 制機配CAN總線通信接口卡組成，它接收傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，經(jīng)監(jiān)控機進(jìn)行相應(yīng)的計算處 理得出現(xiàn)場的各個參數(shù)的值，根據(jù)各種參數(shù)及其波形等相關(guān)性質(zhì)，從而具體分析得出現(xiàn)場 系統(tǒng)的工作狀態(tài)。CAN總線通信接口卡使監(jiān)控機能方便地連接到CAN總線上，它由CAN接 口電路及其與監(jiān)控機串口的連接電路組成，確保數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確地在CAN總線和監(jiān)控機之間流
ο通信模塊可以是集線器，兼容CAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它具有多個個完全電氣隔離的CAN總 線接口。該通信模塊主要是為了克服CAN系統(tǒng)節(jié)點數(shù)的限制及CAN系統(tǒng)總線長度的限制而 設(shè)計，它也可用于在CAN系統(tǒng)中獨立子網(wǎng)絡(luò)的建立及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變?？偩€網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備2的微處理器23采用32位CPU來實現(xiàn)，利用該模塊所構(gòu)建的 系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)流量下仍不會有數(shù)據(jù)幀的丟失；模塊的電源部分可以采用USB供電；通信模 塊內(nèi)置輸入輸出緩沖區(qū)，很好地協(xié)調(diào)了 32位CPU與外部通信的速度；總線收發(fā)器與總線控 制器之間采用光電隔離技術(shù)，以提高可靠性?；诂F(xiàn)場總線的傳感器網(wǎng)絡(luò)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、安全監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)、智能建筑、動力環(huán) 境監(jiān)控等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。利用基于現(xiàn)場總線的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)在智能 建筑和智能家居中的應(yīng)用，在房間內(nèi)部署大量的不同類型的傳感器節(jié)點，達(dá)到監(jiān)測控制的 目的。下面結(jié)合圖3說明本發(fā)明在智能建筑中的應(yīng)用。(1)環(huán)境監(jiān)測如圖3所示，各個房間內(nèi)部署有溫度、濕度、天然氣濃度、消防煙感 探測器、門禁監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境的監(jiān)測，用戶遠(yuǎn)程獲知室內(nèi)環(huán)境信息并做出相應(yīng)控 制措施，當(dāng)某個參數(shù)超過該設(shè)定值時，發(fā)出警報通知用戶。(2)室內(nèi)設(shè)備控制基于現(xiàn)場總線的傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能建筑中的應(yīng)用如圖3所示。 該系統(tǒng)部署在3個室內(nèi)，根據(jù)需要設(shè)置傳感器的位置，每個室中部署多個不同應(yīng)用類型的 傳感器節(jié)點，包括濕度、C02濃度、天然氣濃度、空氣溫度、紅外探測器、煙感探測器、門禁、空 調(diào)、加濕器等監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境，采集節(jié)點可以直接傳輸數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備2。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 2的帶有存儲器的處理器23接收3G通信模塊24傳來的數(shù)據(jù)并存儲，然后將數(shù)據(jù)交CAN總線控制器21待發(fā)，同時接收CAN總線控制器21傳來的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送到3G通信模塊24 ；CAN總線控制器21運行CAN協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)1提供CAN總線服務(wù)；收發(fā)器22作為 CAN控制器與物理媒體的物理接口，接收現(xiàn)場傳感器信號，為CAN控制器提供比特流服務(wù)， 同時接收微處理器的用戶指令，控制現(xiàn)場執(zhí)行器設(shè)備。在該應(yīng)用中，承載網(wǎng)是3G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn) 與Internet的互聯(lián)。用戶通過手機獲知室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)后，可以根據(jù)各種要求的環(huán)境信息 來遠(yuǎn)程控制室內(nèi)的設(shè)備，滿足個人環(huán)境。圖4顯示了傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)互通的方法的流程圖，包括以下步驟步驟101 傳感器網(wǎng)絡(luò)將每個傳感器將采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn) 場總線匯聚到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，其中傳感器網(wǎng)絡(luò)可以是IPV6無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并且包括傳感 器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(比如溫度傳感器)和執(zhí)行設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(比如空調(diào))，其每個傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 內(nèi)置IPV6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧；步驟102 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器，其中 承載網(wǎng)絡(luò)可以是 WLAN(WIFI/WAPI)、以太網(wǎng)、CDMA、GSM、TDSCDMA、WCDMA、EVDO、WIMAX、LTE 等 網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)只需配置相應(yīng)的接入模塊；；步驟103 服務(wù)器對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到與監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的傳 感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并存儲到數(shù)據(jù)庫中；步驟104 移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息， 并經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備對傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備分別執(zhí)行向服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)子步驟和接收移動終端經(jīng) 由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的用于訪問、控制或管理傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令的接收子步驟。其中，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備向服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)子步驟包括通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場總線服務(wù)；接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將其緩存；將緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。此外，網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備向服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)子步驟還包括當(dāng)緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)的字節(jié)達(dá)到傳輸一個數(shù)據(jù)包大小時，將緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)由承 載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器；或者定時將緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器。其中網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備接收移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的用于訪問、控制或管理傳感 器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令的接收子步驟包括經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)接收移動終端發(fā)送的用戶指令；緩存用戶指令并根據(jù)啟動任務(wù)將其發(fā)送給相應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。本發(fā)明采用網(wǎng)際連接設(shè)備完成傳感器網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，減少了傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的 復(fù)雜性，無需為每個設(shè)備部署承載網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備，降低了應(yīng)用成本。該系統(tǒng)具有節(jié)約人力 資源、成本低、實時性強、數(shù)據(jù)精確、靈活性好、擴展性高、可以遠(yuǎn)程監(jiān)測被測區(qū)域的環(huán)境參 數(shù)及控制相應(yīng)設(shè)備等優(yōu)點，符合遠(yuǎn)程監(jiān)控未來發(fā)展的趨勢。另外，該系統(tǒng)可以擴展應(yīng)用到遠(yuǎn) 程監(jiān)控的其他應(yīng)用領(lǐng)域，例如環(huán)境監(jiān)測、智能家居等領(lǐng)域。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi) 。
權(quán)利要求
一種傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的方法，包括以下步驟傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線匯聚到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器；服務(wù)器對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并存儲到數(shù)據(jù)庫中；移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備對傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備向服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)子步 驟包括通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場總線服務(wù)；接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將其緩存；將緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備向服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)子步 驟還包括當(dāng)緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)的字節(jié)達(dá)到傳輸一個數(shù)據(jù)包大小時，將緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng) 絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器；或者定時將緩存的監(jiān)控數(shù)據(jù)經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給服務(wù)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備接收移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的 用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令，其接收子步驟包括經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)接收移動終端發(fā)送的用戶指令；緩存用戶指令并根據(jù)啟動任務(wù)將其發(fā)送給相應(yīng)的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述現(xiàn)場總線為CAN總線、HART總線、Lonfforks 總線、Modbus Plus 總線、Profibus 總線之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述承載網(wǎng)絡(luò)是WLAN、以太網(wǎng)、CDMA、GSM、 TDSCDMA, WCDMA, EVDO, UMAX, LTE 網(wǎng)絡(luò)之一或組合。
7.一種傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的裝置，包括傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線匯聚到網(wǎng) 絡(luò)連接設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器；服務(wù)器，對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并存 儲到數(shù)據(jù)庫中；移動終端，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并經(jīng)由承載網(wǎng) 絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備對傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備包括總線控制器，用于通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場總線服務(wù)；收發(fā)器，用于接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線傳來的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且 將總線控制器從微處理器讀取的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指 令通過現(xiàn)場總線發(fā)送給相應(yīng)的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；微處理器，用于接收和緩存由收發(fā)器通過總線控制器發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且接收和緩 存由通信模塊傳來的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令；通信模塊，用于接收微處理器緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)將緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 給服務(wù)器，并且接收移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述通信模塊為以下之一 適用于USB、RS232、以太網(wǎng)、XDSL、E1之一的有線通信模塊；適用于 CAN、HART、LonWorks、Modbus Plus、Prof ibus 之一的總線通信模塊； 適用于ZigBee、高速/低速UWB、RFID和藍(lán)牙之一的近距離無線通信模塊； 適用于 GSM、CDMA、GPRS、WCDMA, EVDO, TD-SCDMA, WIFI、WIMAX、LTE 之一的遠(yuǎn)距離無線 通信模塊；以及 集線器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備為以下之一 兼容USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和CAN協(xié)議的總線轉(zhuǎn)換裝置；符合TCP/IP協(xié)議和CAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的CAN總線與以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，并具有10/100MbpS以 太網(wǎng)接口和電氣隔離的CAN接口 ；兼容CAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和RS232總線的總線網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述承載網(wǎng)絡(luò)是WLAN、以太網(wǎng)、CDMA、GSM、 TDSCDMA, WCDMA、EVDO, WIMAX、LTE 網(wǎng)絡(luò)之一或組合。
12.—種網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，包括總線控制器，用于通過運行總線協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò)提供現(xiàn)場總線服務(wù)； 收發(fā)器，用于接收每個傳感器通過現(xiàn)場總線傳來的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且 將總線控制器從微處理器讀取的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指 令通過現(xiàn)場總線發(fā)送給相應(yīng)的傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；微處理器，用于接收和緩存由收發(fā)器通過總線控制器發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且接收和緩 存由通信模塊傳來的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令；通信模塊，用于接收微處理器緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)，經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)將緩存的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 給服務(wù)器，并且接收移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的用于訪問、控制或管理傳感器/執(zhí)行器 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的用戶指令。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述通信模塊為以下之 適用于USB、RS232、以太網(wǎng)、XDSL、El之一的有線通信模塊；適用于 CAN、HART、Lonfforks, Modbus Plus、Profibus 之一的總線通信模塊； 適用于ZigBee、高速/低速UWB、RFID和藍(lán)牙之一的近距離無線通信模塊； 適用于 GSM、CDMA、GPRS、WCDMA, EVDO, TD-SCDMA, WIFI、WIMAX、LTE 之一的遠(yuǎn)距離無線 通信模塊；以及 集線器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端互聯(lián)的方法和裝置，其中本發(fā)明的方法包括傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線匯聚到網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)把所匯聚的監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器；服務(wù)器對接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后得到與監(jiān)測數(shù)據(jù)對應(yīng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并存儲到數(shù)據(jù)庫中；移動終端經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)器，獲取傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)測信息，并經(jīng)由承載網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備對傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行訪問、控制或管理。本發(fā)明利用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備完成傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動終端的互聯(lián)互通，減少了傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性，無需為每個設(shè)備部署承載網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，降低了應(yīng)用成本。
文檔編號H04L12/40GK101827007SQ201010149920
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者林兵, 段國剛 申請人:中興通訊股份有限公司