基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，具體涉及一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] Zigbee，在中國被譯為"紫蜂"，一種新興的短距離、低功耗、低成本、低復(fù)雜度、自 組織的無線通信技術(shù)，與藍(lán)牙類似，主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種 設(shè)備。
[0003]目前，在Zigbee網(wǎng)絡(luò)中，傳感器的類型較多，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式是一種傳感器 對應(yīng)一種傳輸方法，即針對每種不同類型的傳感器，將該傳感器采集的數(shù)據(jù)通過特定協(xié)議 封裝后，再傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器，這種數(shù)據(jù)傳輸方式難以適應(yīng)多源傳感器，而且增加了后端服 務(wù)器解析數(shù)據(jù)時的復(fù)雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多 源數(shù)據(jù)傳輸方法，實現(xiàn)多源傳感器信息的統(tǒng)一傳輸，提高對多源傳感器的適應(yīng)性，降低后 端服務(wù)器解析數(shù)據(jù)時的復(fù)雜度。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種基于 Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟：
[0005] S1.發(fā)送端采集傳感器的數(shù)據(jù)，并按照通用幀的格式進(jìn)行處理：通用幀包括數(shù)據(jù) 域，將采集數(shù)據(jù)加載到通用幀的數(shù)據(jù)域中，并對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾分 別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀，將所有第一數(shù)據(jù)幀按照采集數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行排 列；
[0006] S2.發(fā)送端按照第一數(shù)據(jù)幀的排列順序，依次判斷每個第一數(shù)據(jù)幀的長度是否> 32字節(jié)，若是，則轉(zhuǎn)到步驟S3 ;若否，則將該第一數(shù)據(jù)幀命名為第二數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)到步驟S4 ;
[0007] S3.發(fā)送端按照采集數(shù)據(jù)的順序，對第一數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分割，再按照通用幀的格式重 新組幀、排列，得到若干第二數(shù)據(jù)幀，每個第二數(shù)據(jù)幀的長度< 32字節(jié)，轉(zhuǎn)到步驟S4 ;
[0008] S4.發(fā)送端按照第二數(shù)據(jù)幀的排列順序，依次對第二數(shù)據(jù)幀進(jìn)行幀校驗，得到若干 第三數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)到步驟S5 ;
[0009] S5.發(fā)送端按照第三數(shù)據(jù)幀的排列順序，依次傳輸?shù)谌龜?shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)到步驟S6 ;
[0010] S6.接收端依次接收第三數(shù)據(jù)幀，對接收到的第三數(shù)據(jù)幀依次進(jìn)行檢測操作：當(dāng) 接收端檢測到第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域的幀頭時，判斷是否檢測到第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域的幀 尾，若是，則轉(zhuǎn)到步驟S7 ;若否，則重復(fù)執(zhí)行步驟S6 ;
[0011] S7.接收端對第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域中經(jīng)過替換處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原操作，并存儲， 直至接收端接收到所有的第三數(shù)據(jù)幀，并經(jīng)過檢測操作、還原操作，最終得到發(fā)送端采集的 數(shù)據(jù)。
[0012] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述通用幀的格式為：幀頭+幀標(biāo)識+當(dāng)前幀幀內(nèi)序號 +當(dāng)前幀幀內(nèi)剩余數(shù)+從節(jié)點短地址+數(shù)據(jù)域+CRC校驗+幀尾。
[0013] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S1具體包括以下步驟：
[0014] S101.發(fā)送端采集傳感器的數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)分割成若干條子數(shù)據(jù)；
[0015] S102.發(fā)送端按子數(shù)據(jù)的排列順序，將子數(shù)據(jù)依次加載到對應(yīng)通用幀的數(shù)據(jù)域 中；
[0016] S103.發(fā)送端對數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀， 將所有第一數(shù)據(jù)幀按照采集數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行排列。
[0017] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S3中，所述得到若干第二數(shù)據(jù)幀的過程為：將第 一數(shù)字幀的數(shù)據(jù)域中的子數(shù)據(jù)分割成若干條分?jǐn)?shù)據(jù)，按照分?jǐn)?shù)據(jù)的排列順序，將分?jǐn)?shù)據(jù)依 次加載到對應(yīng)通用幀的數(shù)據(jù)域中，得到若干第二數(shù)據(jù)幀。
[0018] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S1中，所述對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、 幀尾分別進(jìn)行替換處理的過程為：當(dāng)加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中存在Oxff或 Oxfe時，將加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中的Oxff替換為Oxfe0x00,將Oxfe替 換為OxfeOxfl。
[0019] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S7中，所述對第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域中經(jīng)過替換 處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行還原操作的過程為：將第三數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域中經(jīng)過替換處理的數(shù)據(jù)中的 Oxfe0x00 還原為Oxff，將OxfeOxfl還原為Oxfe。
[0020] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S5中，所述傳輸?shù)谌龜?shù)據(jù)幀的過程為：發(fā)送端每 次只發(fā)送一個第三數(shù)據(jù)幀：發(fā)送端包括串口、發(fā)送芯片和天線，發(fā)送端通過串口將第三數(shù)據(jù) 幀傳遞給發(fā)送芯片，發(fā)送芯片通過天線依次將第三數(shù)據(jù)幀的單個字節(jié)發(fā)送給接收端，直至 發(fā)送芯片將第三數(shù)據(jù)幀的所有字節(jié)發(fā)送完畢。
[0021] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S5還包括以下步驟：所述發(fā)送端設(shè)置第一安全時 間，若發(fā)送端傳輸?shù)谌龜?shù)據(jù)幀的時間 > 第一安全時間，則發(fā)送端結(jié)束傳輸?shù)谌龜?shù)據(jù)幀。
[0022] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S6還包括以下步驟：所述接收端設(shè)置第二安全時 間，若接收端接收第三數(shù)據(jù)幀的時間 > 第二安全時間，則接收端停止接收第三數(shù)據(jù)幀。
[0023] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述第二安全時間為20毫秒。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0025] (1)本發(fā)明將傳感器的數(shù)據(jù)加載到通用幀的數(shù)據(jù)域中，并對加載后的通用幀的數(shù) 據(jù)域的幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀。這種方式將多源傳感器信息 按照通用幀的格式進(jìn)行統(tǒng)一處理，提高多源傳感器的適應(yīng)性；采用隧道傳輸方式，將統(tǒng)一處 理后的多源傳感器信息傳輸?shù)浇邮斩耍ê蠖朔?wù)器），降低后端服務(wù)器解析數(shù)據(jù)時的復(fù)雜 度。
[0026] (2)本發(fā)明中，針對傳感器的類型不同，對應(yīng)的傳感器信息的格式不同，設(shè)計了不 定長的通用幀，這種可變字長的傳輸協(xié)議，適應(yīng)多種傳感器信息的傳輸，即多源數(shù)據(jù)的傳 輸，尤其適應(yīng)在水文及倉庫貨物信息傳輸過程中，因傳感器多樣導(dǎo)致的數(shù)據(jù)長度不可控的 情形。
[0027] (3)本發(fā)明中，當(dāng)加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中存在Oxff或Oxfe時， 將加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中的Oxff替換為Oxfe0x00,將Oxfe替換為Oxfe Oxfl，這是因為數(shù)據(jù)域的其他部分也可能存在Oxff或Oxfe，對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的 幀頭、幀尾進(jìn)行替換處理，可以防止出現(xiàn)錯誤辨識數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾的現(xiàn)象。
[0028] (4)本發(fā)明在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前，依次判斷每個第一數(shù)據(jù)幀的長度是否>32字節(jié)，若 第一數(shù)據(jù)幀的長度<32字節(jié)，則將第一數(shù)據(jù)幀命名為第二數(shù)據(jù)幀，若第一數(shù)據(jù)幀的長度 >32字節(jié)，則對第一數(shù)據(jù)幀進(jìn)行分割，再按照通用幀的格式重新組幀、排列，得到若干長度 <32字節(jié)的第二數(shù)據(jù)幀，保證每個第二數(shù)據(jù)幀的長度均<32字節(jié)，從而保證數(shù)據(jù)幀傳輸過 程的可靠性。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明實施例中基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸方法的流程示意圖；
[0030] 圖2為圖1中步驟S1的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032] 參見圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的多源數(shù)據(jù)傳輸方法，包 括以下步驟：
[0033] S1.發(fā)送端采集傳感器的數(shù)據(jù)，并按照通用幀的格式進(jìn)行處理：通用幀包括數(shù)據(jù) 域，將采集數(shù)據(jù)加載到通用幀的數(shù)據(jù)域中，并對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾分別 進(jìn)行替換處理，封裝成若干第一數(shù)據(jù)幀，將所有第一數(shù)據(jù)幀按照采集數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行排列。
[0034] 其中，通用幀的格式為：幀頭（3字節(jié)）+幀標(biāo)識（1字節(jié)）+當(dāng)前幀幀內(nèi)序號（1字 節(jié)）+當(dāng)前幀幀內(nèi)剩余數(shù)（1字節(jié)）+從節(jié)點短地址（2字節(jié)）+數(shù)據(jù)域（n< 18字節(jié)）+CRC校 驗（2字節(jié)）+幀尾（3字節(jié)），n為正整數(shù)。為了實現(xiàn)不同的功能，通用幀的格式可以不同。
[0035] 對加載后的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾分別進(jìn)行替換處理的過程為：當(dāng)加載后 的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中存在Oxff(-個字符）或Oxfe(-個字符）時，將加載后 的通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾中的Oxff替換為Oxfe0x00 (兩個字符），將Oxfe替換為 OxfeOxfl(兩個字符）。這是因為數(shù)據(jù)域的其他部分也可能存在Oxff或Oxfe，對加載后的 通用幀的數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾進(jìn)行替換處理，可以防止出現(xiàn)錯誤辨識數(shù)據(jù)域的幀頭、幀尾的 現(xiàn)象。
[0036] 參見圖2所示，步驟S1包括以下步驟：
[0037] S101.發(fā)送端采集傳感器的數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)分割成若干條子數(shù)據(jù)；
[0038]S102.發(fā)送端按子數(shù)據(jù)的排列順序，將子數(shù)據(jù)依次加載到對應(yīng)通