專利名稱：一種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及一種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)， 屬于信息監(jiān)控技術領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)，多是由一個或幾個監(jiān)控終端和與之相連的計算機服務器構成， 由于計算機服務器可連接的終端數(shù)目有限，因此監(jiān)控終端的數(shù)目受到限制；并且傳統(tǒng)的監(jiān) 控系統(tǒng)，終端多通過有線網(wǎng)絡與計算機服務器相連接，連接方式在復雜情況和復雜工業(yè)應 用環(huán)境下受到很大限制，應用不方便，布線麻煩。ZigBee是一種新興的近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡 技術，是一種介于無線標記技術(RFID)和藍牙之間的技術。主要用于近距離無線連接。 ZigBee的通信效率非常高，應用該技術可以解決工業(yè)設備管理環(huán)境存在的許多問題。面對 企業(yè)大規(guī)模的工業(yè)設備管理，依靠人工檢查難以應對。而通過無線設備控制裝置，可以實現(xiàn) 對企業(yè)設備的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型公開了一種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，可以應用在復雜的工 業(yè)設備管理環(huán)境中可以節(jié)約成本，縮短開發(fā)時間，設備間易于靈活組網(wǎng)。相對原有復雜、難 以布線的有線連接方式，本實用新型的系統(tǒng)有效提升整個系統(tǒng)的可擴展性，降低維護成本。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過下述技術方案實現(xiàn)的一種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括從節(jié)點和監(jiān)控中心，所述控制中心由 作為服務器的計算機和協(xié)調(diào)器主節(jié)點組成，所述協(xié)調(diào)器主節(jié)點和從節(jié)點以ZigBee無線通 訊連接。其中，所述從節(jié)點為數(shù)目不限的無線傳感器網(wǎng)絡終端設備從節(jié)點，是一種簡化功 能設備RFD，用于執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、處理和通信等工作。其中，所述協(xié)調(diào)器主節(jié)點是一種全功能設備FFD，負責與所控制的子節(jié)點通信、匯 集數(shù)據(jù)和發(fā)布控制或起到通信路由的作用。在本實用新型中，為簡化設計，所述的采用FFD和RFD均為ZigBee模塊，目前在 本領域內(nèi)有多種可以實現(xiàn)ZigBee通訊連接功能的模塊，本實用新型并不限制所用模塊的 具體類型，優(yōu)選的ZigBee模塊為CC2430射頻模塊，此模塊是Chipcon公司生產(chǎn)的一種的 ZigBee模塊，包含1個增強型的8位8051內(nèi)核和RF接收機，工作在2. 4GHz的ISM頻段，采 用DSSS擴頻通信技術，最大速率為250kB/s，采用0-QPSK調(diào)制方式，具有低功耗，支持節(jié)點 多等優(yōu)點。在本實用新型中，協(xié)調(diào)器主節(jié)點直接與計算機相連接，所述的連接方式既可以是 通過串口等有線連接的方式直接輸出到服務器計算機上(當前端與服務器計算機相距較 近時)，還可以是通過無線通訊網(wǎng)絡連接，所述無線通訊網(wǎng)絡包括GPRS、CDMA或其演進版本，例如WCDMA、EVDO等，所述無線通訊網(wǎng)絡采用國際標準TCP/IP通信協(xié)議。上述的兩種方式都實現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能。為了實現(xiàn)對要監(jiān)控設備的監(jiān)控和控制，所述從節(jié)點連接有設備采集控制終端，從而實現(xiàn)對終端設備的控制。本實用新型并不限制具體的要控制的終端的種類，優(yōu)選是所述設備采集控制終端是ー種用于電カ領域的控制終端，所述設備采集控制終端由ー級終端控制監(jiān)控柜和ニ級終端組成，監(jiān)控柜包括電能測量單片機、多路控制板、監(jiān)控板；ニ級終端安裝在需要監(jiān)控的設備里，包括電カ載波模塊(EPCW)和輸入輸出接ロ板；設備控制終端可實時監(jiān)控設備的各種參數(shù)如電能負荷狀態(tài)。在上述結構中，從節(jié)點可以以任何可行的方法連接到設備采集控制終端，優(yōu)選的，從節(jié)點的ZigBee模塊，通過設備監(jiān)控終端的端子接口和設備監(jiān)控終端內(nèi)的PLC相連。進ー步的，本實用新型的系統(tǒng)還連接有報警裝置，在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控情況有異常時發(fā)出報警信號，以供用戶可以得知系統(tǒng)情況。所述報警裝置可以采用有線或者無線通訊的方式與計算機連接。如上所述，本實用新型的監(jiān)控系統(tǒng)通過使用ZigBee無線通訊連接方式連接從節(jié)點和主節(jié)點，從而實現(xiàn)了整個監(jiān)控系統(tǒng)的無線化，降低了布線難度，克服了傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)難于應用復雜多祥的エ業(yè)應用環(huán)境的缺陷；并且具有良好的擴展性，在需要時可以迅速調(diào)整節(jié)點的數(shù)目。

圖I為本實用新型基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)的結構圖；圖2為本實用新型基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)的設備控制終端的一種電路結構圖；圖3為本實用新型基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)的主節(jié)點與計算機連接的一種電路結構圖；圖4為本實用新型基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理示意圖。
具體實施方式
參考圖1，公開了ー種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括從節(jié)點和監(jiān)控中心，其中控制中心由作為服務器的計算機和協(xié)調(diào)器主節(jié)點組成，協(xié)調(diào)器主節(jié)點和從節(jié)點以ZigBee無線通訊連接。協(xié)調(diào)器主節(jié)點和從節(jié)點均為ZigBee模塊。其中，協(xié)調(diào)器主節(jié)點直接與計算機相連接，連接方式可以是通過串ロ等有線連接的方式直接輸出到服務器計算機上，還可以是或者通過無線通訊網(wǎng)絡連接。從節(jié)點連接有設備采集控制終端，從而實現(xiàn)對終端設備的控制。。進ー步的，本實用新型的系統(tǒng)還連接有報警裝置，報警裝置采用有線或者無線通訊的方式與計算機連接。參考圖2，公開了ー種與從節(jié)點相連的設備采集控制終端的電路結構，由一級終端控制監(jiān)控柜和ニ級終端組成，監(jiān)控柜包括電能測量單片機、多路控制板、監(jiān)控板；ニ級終端安裝在需要監(jiān)控的設備里，包括電カ載波模塊(EPCW)和輸入輸出接ロ板。從節(jié)點的ZigBee模塊，通過232/485 (端子接ロ)和設備監(jiān)控終端內(nèi)的PLC相連。[0024]參考圖3，公開了主節(jié)點與計算機采用串口連接的電路結構，以CC2430作為 ZigBee模塊，與計算機串口通信的CC2430起到FFD功能，其余的CC_2430為RFD。CC2430 與PC機的接口電路主要由電源、復位電路、串口連接電路和無線收發(fā)電路組成?？蓪崿F(xiàn)串 口數(shù)據(jù)的無線收發(fā)，即發(fā)送數(shù)據(jù)時，RS-232串口數(shù)據(jù)經(jīng)過MAX232將電平轉換為TTL電平， 再通過CC2430無線發(fā)送。接收數(shù)據(jù)則是發(fā)送數(shù)據(jù)的逆過程，CC2430先接收到數(shù)據(jù)信號，然 后，經(jīng)MAX232將TTL電平轉換為RS-232的標準電平，再通過RS-232向PC機輸入數(shù)據(jù)。本實用新型并不限制具體的ZigBee模塊控制的軟件控制方法，申請人在此處提 供一種方法用于說明本實用新型的系統(tǒng)在軟件層面上是如何工作的參考圖4，在網(wǎng)絡中， 每個節(jié)點都有一個固定的地址。數(shù)據(jù)的傳送采用主從節(jié)點方式。與計算機連接的無線傳感 器節(jié)點作為主節(jié)點，采用I/O引腳模擬串行接口與計算機通信。其他傳感器節(jié)點作為從節(jié) 點，可以向主節(jié)點發(fā)送中斷請求。無線傳感器網(wǎng)絡中，傳送的基本上都是短消息(Message)。 信息的格式包括幀頭、目的地址、數(shù)據(jù)大小、數(shù)據(jù)內(nèi)容和校驗位。其中，目的地址可以是一個 指定的傳感器節(jié)點主節(jié)點或者廣播地址。采用比較簡單的異或校驗，當信息包出現(xiàn)校驗錯 誤時，只是簡單地將出錯信息包丟棄，而不執(zhí)行任何的糾錯，主節(jié)點可以根據(jù)響應結果要求 從節(jié)點重新發(fā)送或報錯。系統(tǒng)的工作過程為首先，對SPI端口、CC2430控制端口初始化，使能SPI端口和 ADC對CC2430芯片初始化，開啟接收機后，就可以運行任務程序，實現(xiàn)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。
權利要求1.一種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括從節(jié)點和監(jiān)控中心，其特征在于所述控制中心由作為服務器的計算機和協(xié)調(diào)器主節(jié)點組成，所述協(xié)調(diào)器主節(jié)點和從節(jié)點以ZigBee無線通訊連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述從節(jié)點為簡化功能設備RFD。
3.根據(jù)權利要求I所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述協(xié)調(diào)器主節(jié)點為全功能設備FFD。
4.根據(jù)權利要求或3所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述RFD、FFD 為 ZigBee 模塊。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee模塊為CC2430射頻模塊。
6.根據(jù)權利要求I所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述協(xié)調(diào)器主節(jié)點以串ロ或者無線通訊網(wǎng)絡與所述計算機連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述無線通訊網(wǎng)絡為 GPRS、CDMA。
8.根據(jù)權利要求I所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述從節(jié)點連接有設備采集控制終端。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述設備采集控制終端由ー級終端控制監(jiān)控柜和ニ級終端組成，所述監(jiān)控柜包括電能測量單片機、多路控制板、監(jiān)控板；所述ニ級終端安裝在需要監(jiān)控的設備里，包括電カ載波模塊EPCW和輸入輸出接ロ板；所述從節(jié)點通過端子接口和設備監(jiān)控終端內(nèi)的PLC相連。
10.根據(jù)權利要求I所述的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于還連接有報警裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，包括從節(jié)點和監(jiān)控中心，其特征在于所述控制中心由作為服務器的計算機和協(xié)調(diào)器主節(jié)點組成，所述協(xié)調(diào)器主節(jié)點和從節(jié)點以ZigBee無線通訊連接。本實用新型公開的基于ZigBee的設備無線監(jiān)控系統(tǒng)，可以應用在復雜的工業(yè)設備管理環(huán)境中可以節(jié)約成本，縮短開發(fā)時間，設備間易于靈活組網(wǎng)。相對原有復雜、難以布線的有線連接方式，本實用新型的系統(tǒng)有效提升整個系統(tǒng)的可擴展性，降低維護成本。
文檔編號H04W24/00GK202435615SQ20112045647
公開日2012年9月12日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者蘇文彬 申請人:福建省華大數(shù)碼科技有限公司