專利名稱：一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術領域，特別是指一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
動力環(huán)境一般包含以下設備的工作環(huán)境:光伏太陽能、通訊電源、蓄電池組、UPS、發(fā)電機、空調(diào)等智能、非智能設備以及溫濕度、煙霧、地水、門禁等環(huán)境以及各種通信站(包括通信機房、基站、支局、模塊局等)的工作環(huán)境。動力環(huán)境的設備眾多，管理者需要了解每個設備的運行情況，以便作出決策或調(diào)整運行，當設備運行過程中某些參數(shù)超額定值時，還要進行聲光報警和相應的操作動作，以保護設備和生產(chǎn)的正常運行。因此，需要實時對動力環(huán)境進行在線監(jiān)控。為實現(xiàn)動力環(huán)境的在線監(jiān)控，現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)大多采用有線連接進行監(jiān)測的方式，連接的質(zhì)量和效率受時間和地點影響很大，往往不能覆蓋到所有的接頭；此外，采用有線連接監(jiān)測的方式安裝較為復雜，其硬件設備需要專人定時維護，給系統(tǒng)的普及帶來許多不便。即這種方式的缺點是需采用專線連接，增加了成本，且布線復雜，需與現(xiàn)場結(jié)合，容易出現(xiàn)問題。為克服有線連接監(jiān)測系統(tǒng)的不足，一些設計者設計了采用W1-Fi技術的動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠克服有線連接進行監(jiān)測的不足，然而，使用W1-Fi功耗很大、成本高，也不利于推廣應用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術中的不足之處而提供一種低功耗、低成本的基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。本實用新型的目的通過以下技術方案實現(xiàn):提供了一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和不少于兩個的用以實時采集各個受監(jiān)控設備的動力環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端，還包括將數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心的ZigBee無線傳輸網(wǎng)，所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)包括與監(jiān)控中心連接的ZigBee協(xié)調(diào)器，還包括與各個數(shù)據(jù)采集終端一一對應連接的ZigBee路由器。其中，所述ZigBee協(xié)調(diào)器包括與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交換的串口通信模塊，還包括連接串口通信模塊的無線傳輸模塊；所述的ZigBee路由器包括用于與數(shù)據(jù)采集終端進行數(shù)據(jù)交換的串口通信模塊、連接串口通信模塊的無線傳輸模塊以及連接無線傳輸模塊的存儲豐吳塊。其中，所述的ZigBee協(xié)調(diào)器還包括報警模塊，所述報警模塊與ZigBee協(xié)調(diào)器的無線傳輸模塊控制連接，所述報警模塊包括蜂鳴器和警示燈。其中，在ZigBee路由器中，所述的存儲模塊包括存儲芯片U2，所述存儲芯片的數(shù)據(jù)接口 SDA以及時鐘接口 SCL均與無線傳輸模塊連接。[0011]其中，所述ZigBee協(xié)調(diào)器的串口通信模塊和/或ZigBee路由器的串口通信模塊包括RS-232接口和通信芯片U3，所述通信芯片U3分別與RS-232接口和無線傳輸模塊連接。其中，所述ZigBee協(xié)調(diào)器的無線傳輸模塊和/或ZigBee路由器的無線傳輸模塊包括通信小板，所述通信小板包括CC2530 IEEE802_154片上系統(tǒng)和信號放大模塊。其中，所述無線傳輸模塊還包括用于固定并連接通信小板的通信小板連接模塊。其中，所述的ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee路由器均包括有低壓供電模塊，所述的低壓供電模塊包括穩(wěn)壓芯片Ul。本實用新型的有益效果:ZigBee無線傳輸網(wǎng)的ZigBee路由器從數(shù)據(jù)采集終端獲取實時采集的動力環(huán)境數(shù)據(jù)，將該動力環(huán)境數(shù)據(jù)暫時存儲于路由器中，同時根據(jù)路由器所定義的各個設備的數(shù)據(jù)格式、設備地址等預設內(nèi)容處理數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)為無線信號向外發(fā)送。ZigBee無線傳輸網(wǎng)的ZigBee協(xié)調(diào)器獲取無線信號并轉(zhuǎn)化為動力環(huán)境數(shù)據(jù)，同時將該動力環(huán)境數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控中心，實現(xiàn)監(jiān)控中心對各個設備的實時監(jiān)控。本實用新型有效的將ZigBee無線通信技術應用至動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)上，避免了有線連接的復雜布線，也避免了采用W1-Fi技術所帶來的高功耗，高成本的問題。

圖1是本實用新型結(jié)構示意圖。圖2是本實用新型的ZigBee協(xié)調(diào)器的結(jié)構示意圖。圖3是本實用新型的ZigBee路由器的結(jié)構示意圖。圖4是本實用新型的ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee路由器的無線傳輸模塊的結(jié)構示意圖。圖5是本實用新型ZigBee協(xié)調(diào)器的電路圖。圖6是本實用新型的ZigBee路由器的電路圖。
具體實施方式
結(jié)合以下實施例對本實用新型作進一步描述。本實用新型一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的具體實施方式
之一，如圖1所示，包括:與各個受監(jiān)控設備連接并實時采集各個受監(jiān)控設備的動力環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端1，每個數(shù)據(jù)采集終端I連接一個ZigBee路由器2，還包括有可以與ZigBee路由器2進行無線通信的ZigBee協(xié)調(diào)器3,所述ZigBee協(xié)調(diào)器3與ZigBee路由器2ZigBee無線傳輸網(wǎng)，同時，所述ZigBee協(xié)調(diào)器3連接監(jiān)控中心4。在整個監(jiān)控系統(tǒng)工作過程中，數(shù)據(jù)采集終端I獲取受監(jiān)控設備的動力環(huán)境數(shù)據(jù)并將其傳送至與其連接的ZigBee路由器2，ZigBee路由器2將這些數(shù)據(jù)暫時存儲，同時根據(jù)其所預先定義的數(shù)據(jù)格式、設備地址等預設內(nèi)容處理數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)為無線信號向外發(fā)送；ZigBee協(xié)調(diào)器3接收到ZigBee路由器2發(fā)送的無線信號后將這些信號轉(zhuǎn)化為動力環(huán)境數(shù)據(jù)并傳送至監(jiān)控中心4，以此實現(xiàn)監(jiān)控中心4對各個設備的動力環(huán)境的實時監(jiān)控。如圖2所示，ZigBee協(xié)調(diào)器3包括串口通信模塊32、無線傳輸模塊31、報警模塊33和低壓供電模塊34，無線傳輸模塊31接受無線信號并轉(zhuǎn)化為動力環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過串口通信模塊32將其傳送至監(jiān)控中心4，同時當出現(xiàn)幀丟失或存在不符合格式的指令時觸發(fā)報警模塊34，報警模塊34的蜂鳴器鳴聲報警，警示燈發(fā)光報警。如圖3所示，ZigBee路由器2包括連接數(shù)據(jù)采集終端I的串口通信模塊22，無線傳輸模塊21和存儲模塊23和低壓供電模塊24，串口通信模塊22從數(shù)據(jù)采集終端I獲取動力環(huán)境數(shù)據(jù)并將其傳送至無線傳輸模塊21。無線傳輸模塊21 —方面將這些動力環(huán)境數(shù)據(jù)傳送至存儲模塊23中進行暫時存儲，即存儲模塊23起到一個緩存的作用，這樣可保證滿足上位機對動力設備的隨時輪詢，既減少等待時間，也可避免監(jiān)測信號的連接異常而引起的假死機；另一方面從存儲模塊23中獲取預先定義的數(shù)據(jù)格式、設備地址等預設內(nèi)容，根據(jù)這些內(nèi)容處理動力環(huán)境數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)為無線信號外發(fā)送。由于各個受監(jiān)控設備不盡相同，所需監(jiān)測的動力環(huán)境數(shù)據(jù)也不同，采用了存儲模塊23對每個ZigBee路由器2所接受的動力環(huán)境數(shù)據(jù)的格式進行定義，例如定義受監(jiān)控設備地址，開關量的順序和編號，模擬量的順序和編號等內(nèi)容，因此當更換ZigBee路由器2或者線路重新連接時僅需重新定義其數(shù)據(jù)格式即可，使ZigBee路由器2更加便于使用和更具有通用性。如圖6所示，存儲模塊23采用AT24C32存儲芯片U2實現(xiàn)存儲功能，成本較低，便于實現(xiàn)。如圖5至圖6所示，ZigBee協(xié)調(diào)器3的串口通信模塊32包括RS-232接口和通信芯片U3，所述通信芯片U33分別與RS-232接口和無線傳輸模塊31連接，其中通信芯片U3為MX3243 ；ZigBee路由器2的串口通信模塊22包括RS-232接口和通信芯片U23，所述通信芯片U3分別與RS-232接口和無線傳輸模塊21連接，其中通信芯片U3為MX3243。由于RS-232使用普遍，采用RS-232接口能提供本系統(tǒng)的通用性。如圖4所示，ZigBee協(xié)調(diào)器3的無線傳輸模塊31和ZigBee路由器2的無線傳輸模塊21均包括通信小板，所述通信小板包括CC2530 IEEE802_154片上系統(tǒng)41和信號放大模塊42，還包括用于固定并連接通信小板的通信小板連接模塊43，該通信小板連接模塊43主要是兩個1.27MM雙排針Header 10X2。如圖5至圖6所示，在ZigBee協(xié)調(diào)器3的低壓供電模塊34和ZigBee路由器2的低壓供電模塊24分別采用穩(wěn)壓芯片U31和穩(wěn)壓芯片U21獲得穩(wěn)定的低壓輸出。最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質(zhì)和范圍。
權利要求1.一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和不少于兩個的用以實時采集各個受監(jiān)控設備的動力環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端，其特征在于:還包括將數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心的ZigBee無線傳輸網(wǎng)，所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)包括與監(jiān)控中心連接的ZigBee協(xié)調(diào)器，還包括與各個數(shù)據(jù)采集終端一一對應連接的ZigBee路由器。
2.按權利要求1所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee協(xié)調(diào)器包括與監(jiān)控中心進行數(shù)據(jù)交換的串口通信模塊，還包括連接串口通信模塊的無線傳輸模塊；所述的ZigBee路由器包括用于與數(shù)據(jù)采集終端進行數(shù)據(jù)交換的串口通信模塊、連接串口通信模塊的無線傳輸模塊以及連接無線傳輸模塊的存儲模塊。
3.按權利要求2所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的ZigBee協(xié)調(diào)器還包括報警模塊，所述報警模塊與ZigBee協(xié)調(diào)器的無線傳輸模塊控制連接，所述報警模塊包括蜂鳴器和警示燈。
4.按權利要求2所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:在ZigBee路由器中，所述的存儲模塊包括存儲芯片U2，所述存儲芯片的數(shù)據(jù)接口 SDA以及時鐘接口 SCL均與無線傳輸模塊連接。
5.按權利要求2所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee協(xié)調(diào)器的串口通信模塊和/或ZigBee路由器的串口通信模塊包括RS-232接口和通信芯片U3，所述通信芯片U3分別與RS-232接口和無線傳輸模塊連接。
6.按權利要求2所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述ZigBee協(xié)調(diào)器的無線傳輸模塊和/或ZigBee路由器的無線傳輸模塊包括通信小板，所述通信小板包括CC2530 IEEE802_154片上系統(tǒng)和信號放大模塊。
7.按權利要求6所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述無線傳輸模塊還包括用于固定并連接通信小板的通信小板連接模塊。
8.按權利要求1所述的一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的ZigBee協(xié)調(diào)器和ZigBee路由器均包括有低壓供電模塊，所述的低壓供電模塊包括穩(wěn)壓芯片Ul。
專利摘要本實用新型涉及動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)技術領域，特別是指一種基于ZigBee無線通信技術的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心和不少于兩個的用以實時采集各個受監(jiān)控設備的動力環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)采集終端，還包括將數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心的ZigBee無線傳輸網(wǎng)，所述ZigBee無線傳輸網(wǎng)包括與監(jiān)控中心連接的ZigBee協(xié)調(diào)器，還包括與各個數(shù)據(jù)采集終端一一對應連接的ZigBee路由器，本實用新型有效的將ZigBee無線通信技術應用至動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)上，避免了有線連接的復雜布線，也避免了采用Wi-Fi技術所帶來的高功耗，高成本的問題。
文檔編號H04W84/18GK202931563SQ20122064913
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權日2012年11月30日
發(fā)明者嚴冬松, 麥瑞坤, 黃元亮 申請人:廣東易事特電源股份有限公司, 暨南大學