專利名稱：基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于無線傳感技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，準(zhǔn)確地說是一種基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置。
背景技術(shù)：
對于現(xiàn)場信息的采集和反向控制，以往多采用工業(yè)總線傳輸，如對于模擬傳感器信號，由于信號小，通常由信號放大器、變送器等現(xiàn)場設(shè)備對信號進(jìn)行放大、調(diào)理，轉(zhuǎn)換為 4 20mA電流環(huán)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，對于傳輸距離近的場合，也有轉(zhuǎn)化為0 5V/0 IOV電壓進(jìn)行傳輸?shù)?；對于設(shè)備狀態(tài)、報警等開關(guān)量信號，通常由繼電器輸出觸點(diǎn)信號直接傳輸，也有智能化程度高的設(shè)備將模擬信號、數(shù)字信號進(jìn)行處理、編程，再通過RS485/RS422、CAN、 ProfiBUS,Lonfforks等工業(yè)總線進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。然而，對于水環(huán)境(江、河、湖、泊、水庫、海洋等)、空氣環(huán)境等監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，存在著布線成本高、施工不方便、易破壞等因素，實(shí)時監(jiān)測一直難以廣泛推廣。由于ZigBee具有無線傳輸、低功耗、自組網(wǎng)(星型、片狀、網(wǎng)狀型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充性強(qiáng)等特點(diǎn)，而且，ZigBee芯片除了自帶IEEE802. 15. 4通信協(xié)議外，還具有高性能的8051微控制器、數(shù)據(jù)加密處理、電池監(jiān)測、溫度監(jiān)測等功能，以及豐富的I/O 口、 A/D、USART等接口，ZigBee技術(shù)與傳感器的結(jié)合可促進(jìn)無線傳感器技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測、交通管理、道路管理、醫(yī)療衛(wèi)生、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智能家居、抗災(zāi)搶險、倉儲管理、物流運(yùn)輸、國防軍事等領(lǐng)域發(fā)展。但ZigBee的傳輸距離有限，一般只有數(shù)十米，加放大器后，可傳輸數(shù)百米，但會加大電源的消耗，縮短電池壽命。WLAN、寬帶無線移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為距離遠(yuǎn)、大范圍的監(jiān)測監(jiān)控提供了遠(yuǎn)程傳輸方案，同時為實(shí)時視頻圖像的傳輸提供了寬帶條件，因此，通過無線傳感器與視頻圖像的有機(jī)結(jié)合，可提高可視化的監(jiān)測監(jiān)控管理水平。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供一種基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，該設(shè)備可以有效實(shí)現(xiàn)前端節(jié)點(diǎn)與基站、基站與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的無線連接，并且通過獨(dú)特的雙電源冗余設(shè)計(jì)可以保證基站長期、穩(wěn)定地工作，也可以按照監(jiān)控管理要求輸出不同制式、不同分辨率、不同圖像質(zhì)量的視頻圖像。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，它包括ZigBee模塊、處理器、 視頻采集模塊、以太網(wǎng)交換模塊、無線AP模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊和電源模塊，所述的視頻采集模塊采集基站周圍監(jiān)測節(jié)點(diǎn)所在位置被監(jiān)測對象的視頻圖像，視頻采集模塊的以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)交換模塊相連，處理器的通信接口分別與ZigBee模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊、 以太網(wǎng)交換模塊和視頻采集模塊的對應(yīng)通信接口相連，ZigBee模塊與電源模塊相連，以太網(wǎng)交換模塊與無線AP模塊相連。所述的視頻采集模塊包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、云臺、解碼器和照明燈，解碼器的通信接口與處理器對應(yīng)的通信接口相連，解碼器的信號輸出端分別與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)鏡頭、云臺和照明燈對應(yīng)的控制信號輸入端相連，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)交換模塊相連。所述ZigBee模塊的信號輸入端與防破壞監(jiān)測器相應(yīng)的信號輸出端相連。所述的電源模塊包括一個電源穩(wěn)壓模塊、兩個電源備份模塊、一個電源適配器、一個市電監(jiān)控器、一個太陽能電源和一個太陽能電源監(jiān)控器，電源適配器電壓輸入端接220V 市電，輸出端分別連接第一電源備份模塊和市電監(jiān)控器的輸入接口，市電監(jiān)控器的輸出端連接ZigBee模塊的對應(yīng)I/O接口 ；太陽能電源的電壓輸出端分別連接第二電源備份模塊和太陽能電源監(jiān)控器的輸入接口，太陽能電源監(jiān)控器的電壓輸出端連接ZigBee模塊的A/ D輸入端，第一電源備份模塊與第二電源備份模塊相連，它們的連接點(diǎn)連接電源穩(wěn)壓模塊的電壓輸入端。所述的太陽能電源監(jiān)控器采用了型電位器，市電監(jiān)控器采用G6H-2型繼電
ο所述的ZigBee模塊可采用CC2530芯片，處理器可采用AT91RM9200芯片，以太網(wǎng)交換模塊可采用BCM8995E型芯片，無線AP模塊可采用DWL-2000AP型無線網(wǎng)關(guān)，太陽能電源監(jiān)控器可采用型電位器，市電監(jiān)控器可采用G6H-2型繼電器，電源備份模塊可采用 TPS2412芯片，電源穩(wěn)壓模塊可采用ADP2503型穩(wěn)壓塊。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)對于現(xiàn)場信息采集存在的布線成本高、施工難度大的問題，也克服了無線傳輸由于現(xiàn)場環(huán)境阻隔、傳輸不暢的問題，也克服了監(jiān)測現(xiàn)場市電可能停電、太陽能又不穩(wěn)定的電源供電問題，本實(shí)用新型具有M小時全方位監(jiān)控、無線傳輸、通信方式靈活、圖像分辨率高、傳輸質(zhì)量好、圖像延時小、雙電源冗余、防破壞等特點(diǎn)。本實(shí)用新型通過無線傳感器與視頻圖像的結(jié)合，不僅可集中傳輸前端節(jié)點(diǎn)采集的監(jiān)測信息，而且采集傳輸節(jié)點(diǎn)所在位置被監(jiān)測對象的視頻圖像，大大地提高了整個系統(tǒng)可視化的監(jiān)測管理水平。

圖1是本實(shí)用新型原理框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，一種基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，它包括ZigBee模塊、處理器、視頻采集模塊、以太網(wǎng)交換模塊、無線AP模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊和電源模塊， 所述的視頻采集模塊采集基站周圍監(jiān)測節(jié)點(diǎn)所在位置被監(jiān)測對象的視頻圖像，視頻采集模塊的以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)交換模塊相連，處理器的通信接口分別與ZigBee模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊、以太網(wǎng)交換模塊和視頻采集模塊的對應(yīng)通信接口相連，ZigBee模塊與電源模塊相連，以太網(wǎng)交換模塊與無線AP模塊相連。具體實(shí)施時，包括以下步驟(a)該裝置通過ZigBee模塊接收前端節(jié)點(diǎn)傳感器采集的信息，并通過無線AP模塊或無線公網(wǎng)模塊向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行上傳，同時，可向節(jié)點(diǎn)下傳遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的指令。[0020](b)該裝置通過視頻采集模塊采集前端節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場的視頻圖像，并通過無線AP模塊或無線公網(wǎng)模塊向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行上傳，同時，可接收遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的指令控制云臺和攝像機(jī)鏡頭。(C)該裝置采用雙電源供電方式，實(shí)時監(jiān)測電源的狀態(tài)，通過無線AP模塊或無線公網(wǎng)模塊向遠(yuǎn)程監(jiān)控中心發(fā)送電源狀態(tài)。視頻采集的方法如下(a)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)通過以太網(wǎng)接口輸出H. 264壓縮視頻流到以太網(wǎng)交換模塊；(b)處理器將遠(yuǎn)程監(jiān)控中心下達(dá)的指令傳輸至視頻采集模塊的解碼器；(c)解碼器輸出的信號分別控制攝像機(jī)鏡頭、云臺以及照明燈；視頻采集模塊可通過無線AP模塊傳輸25fps (PAL制)的Dl (702X576)分辨率的圖像，也可以通過以太網(wǎng)交換模塊、處理器和無線公網(wǎng)模塊傳輸15fps (PAL制)的Dl (702X576)分辨率的圖像，或25fps CIF格式(352 X沘8)的圖像。所述電源模塊的供電方法如下正常情況下，采用市電工作，當(dāng)市電停電時，通過太陽能電源工作。電源適配器電壓輸入端接220V市電，輸出端分別連接電源備份模塊1和市電監(jiān)控器的對應(yīng)接口，市電監(jiān)控器的輸出端連接ZigBee模塊的對應(yīng)I/O接口 ；太陽能電源的電壓輸出端分別連接電源備份模塊2和太陽能電源監(jiān)控器的對應(yīng)接口，太陽能電源監(jiān)控器的電壓輸出端連接ZigBee模塊的A/D輸入端，電源備份模塊1與電源備份模塊2相連， 它們的連接點(diǎn)連接電源穩(wěn)壓模塊的電壓輸入端，同時，輸出+12V電壓至網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、云臺、 照明燈、無線AP和無線公網(wǎng)傳輸模塊的電源端，電源穩(wěn)壓模塊輸出的+3. 3V電壓與處理器、 ZigBee模塊和以太網(wǎng)交換模塊的電源端。本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，其特征在于它包括ZigBee模塊、 處理器、視頻采集模塊、以太網(wǎng)交換模塊、無線AP模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊和電源模塊，所述的視頻采集模塊采集基站周圍監(jiān)測節(jié)點(diǎn)所在位置被監(jiān)測對象的視頻圖像，視頻采集模塊的以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)交換模塊相連，處理器的通信接口分別與ZigBee模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊、以太網(wǎng)交換模塊和視頻采集模塊的對應(yīng)通信接口相連，ZigBee模塊與電源模塊相連，以太網(wǎng)交換模塊與無線AP模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，其特征在于所述的視頻采集模塊包括網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、云臺、解碼器和照明燈，解碼器的通信接口與處理器對應(yīng)的通信接口相連，解碼器的信號輸出端分別與網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)鏡頭、云臺和照明燈對應(yīng)的控制信號輸入端相連，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的以太網(wǎng)接口與以太網(wǎng)交換模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，其特征在于所述ZigBee模塊的信號輸入端與防破壞監(jiān)測器相應(yīng)的信號輸出端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，其特征在于所述的電源模塊包括一個電源穩(wěn)壓模塊、兩個電源備份模塊、一個電源適配器、一個市電監(jiān)控器、一個太陽能電源和一個太陽能電源監(jiān)控器，電源適配器電壓輸入端接220V市電，輸出端分別連接第一電源備份模塊和市電監(jiān)控器的輸入接口，市電監(jiān)控器的輸出端連接ZigBee 模塊的對應(yīng)I/O接口 ；太陽能電源的電壓輸出端分別連接第二電源備份模塊和太陽能電源監(jiān)控器的輸入接口，太陽能電源監(jiān)控器的電壓輸出端連接ZigBee模塊的A/D輸入端，第一電源備份模塊與第二電源備份模塊相連，它們的連接點(diǎn)連接電源穩(wěn)壓模塊的電壓輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，其特征在于所述的太陽能電源監(jiān)控器采用了型電位器，市電監(jiān)控器采用G6H-2型繼電器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于ZigBee技術(shù)和無線通信技術(shù)的基站裝置，包括ZigBee模塊、處理器、視頻采集模塊、以太網(wǎng)交換模塊、無線AP模塊、無線公網(wǎng)傳輸模塊和電源模塊，其特征在于所述的視頻采集模塊與以太網(wǎng)交換模塊相連，并且信號輸入端與處理器對應(yīng)的信號輸出端相連，處理器分別與無線公網(wǎng)傳輸模塊、以太網(wǎng)交換模塊和ZigBee模塊相連，ZigBee模塊與電源模塊相連，以太網(wǎng)交換模塊與無線AP模塊相連。本實(shí)用新型具有24小時全方位監(jiān)控、無線傳輸、通信方式靈活、圖像分辨率高、傳輸質(zhì)量好、圖像延時小、雙電源冗余、防破壞等特點(diǎn)。
文檔編號H04N7/18GK202160288SQ20112025697
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者王慶慶, 祁同林, 譚文彬 申請人:南京三寶通信技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司