一種基於ZigBee的設備無線監控系統的製作方法
2023-06-08 02:25:06
專利名稱：一種基於ZigBee的設備無線監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種監控系統，尤其涉及一種基於ZigBee的設備無線監控系統， 屬於信息監控技術領域。
背景技術：
傳統的監控系統，多是由一個或幾個監控終端和與之相連的計算機伺服器構成， 由於計算機伺服器可連接的終端數目有限，因此監控終端的數目受到限制；並且傳統的監 控系統，終端多通過有線網絡與計算機伺服器相連接，連接方式在複雜情況和複雜工業應 用環境下受到很大限制，應用不方便，布線麻煩。ZigBee是一種新興的近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡 技術，是一種介於無線標記技術(RFID)和藍牙之間的技術。主要用於近距離無線連接。 ZigBee的通信效率非常高，應用該技術可以解決工業設備管理環境存在的許多問題。面對 企業大規模的工業設備管理，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 對企業設備的監控，及時發現問題。
實用新型內容本實用新型公開了一種基於ZigBee的設備無線監控系統，可以應用在複雜的工 業設備管理環境中可以節約成本，縮短開發時間，設備間易於靈活組網。相對原有複雜、難 以布線的有線連接方式，本實用新型的系統有效提升整個系統的可擴展性，降低維護成本。為實現上述目的，本實用新型是通過下述技術方案實現的一種基於ZigBee的設備無線監控系統，包括從節點和監控中心，所述控制中心由 作為伺服器的計算機和協調器主節點組成，所述協調器主節點和從節點以ZigBee無線通 訊連接。其中，所述從節點為數目不限的無線傳感器網絡終端設備從節點，是一種簡化功 能設備RFD，用於執行數據採集、處理和通信等工作。其中，所述協調器主節點是一種全功能設備FFD，負責與所控制的子節點通信、匯 集數據和發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，所述的採用FFD和RFD均為ZigBee模塊，目前在 本領域內有多種可以實現ZigBee通訊連接功能的模塊，本實用新型並不限制所用模塊的 具體類型，優選的ZigBee模塊為CC2430射頻模塊，此模塊是Chipcon公司生產的一種的 ZigBee模塊，包含1個增強型的8位8051內核和RF接收機，工作在2. 4GHz的ISM頻段，採 用DSSS擴頻通信技術，最大速率為250kB/s，採用0-QPSK調製方式，具有低功耗，支持節點 多等優點。在本實用新型中，協調器主節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伺服器計算機上(當前端與伺服器計算機相距較 近時)，還可以是通過無線通訊網絡連接，所述無線通訊網絡包括GPRS、CDMA或其演進版本，例如WCDMA、EVDO等，所述無線通訊網絡採用國際標準TCP/IP通信協議。上述的兩種方式都實現數據透明傳輸功能。為了實現對要監控設備的監控和控制，所述從節點連接有設備採集控制終端，從而實現對終端設備的控制。本實用新型並不限制具體的要控制的終端的種類，優選是所述設備採集控制終端是ー種用於電カ領域的控制終端，所述設備採集控制終端由ー級終端控制監控櫃和ニ級終端組成，監控櫃包括電能測量單片機、多路控制板、監控板；ニ級終端安裝在需要監控的設備裡，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控設備的各種參數如電能負荷狀態。在上述結構中，從節點可以以任何可行的方法連接到設備採集控制終端，優選的，從節點的ZigBee模塊，通過設備監控終端的端子接口和設備監控終端內的PLC相連。進ー步的，本實用新型的系統還連接有報警裝置，在發現系統監控情況有異常時發出報警信號，以供用戶可以得知系統情況。所述報警裝置可以採用有線或者無線通訊的方式與計算機連接。如上所述，本實用新型的監控系統通過使用ZigBee無線通訊連接方式連接從節點和主節點，從而實現了整個監控系統的無線化，降低了布線難度，克服了傳統的監控系統難於應用複雜多祥的エ業應用環境的缺陷；並且具有良好的擴展性，在需要時可以迅速調整節點的數目。
圖I為本實用新型基於ZigBee的設備無線監控系統的結構圖；圖2為本實用新型基於ZigBee的設備無線監控系統的設備控制終端的一種電路結構圖；圖3為本實用新型基於ZigBee的設備無線監控系統的主節點與計算機連接的一種電路結構圖；圖4為本實用新型基於ZigBee的設備無線監控系統的工作原理示意圖。
具體實施方式
參考圖1，公開了ー種基於ZigBee的設備無線監控系統，包括從節點和監控中心，其中控制中心由作為伺服器的計算機和協調器主節點組成，協調器主節點和從節點以ZigBee無線通訊連接。協調器主節點和從節點均為ZigBee模塊。其中，協調器主節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伺服器計算機上，還可以是或者通過無線通訊網絡連接。從節點連接有設備採集控制終端，從而實現對終端設備的控制。。進ー步的，本實用新型的系統還連接有報警裝置，報警裝置採用有線或者無線通訊的方式與計算機連接。參考圖2，公開了ー種與從節點相連的設備採集控制終端的電路結構，由一級終端控制監控櫃和ニ級終端組成，監控櫃包括電能測量單片機、多路控制板、監控板；ニ級終端安裝在需要監控的設備裡，包括電カ載波模塊(EPCW)和輸入輸出接ロ板。從節點的ZigBee模塊，通過232/485 (端子接ロ)和設備監控終端內的PLC相連。[0024]參考圖3，公開了主節點與計算機採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，其餘的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電路組成。可實現串 口數據的無線收發，即發送數據時，RS-232串口數據經過MAX232將電平轉換為TTL電平， 再通過CC2430無線發送。接收數據則是發送數據的逆過程，CC2430先接收到數據信號，然 後，經MAX232將TTL電平轉換為RS-232的標準電平，再通過RS-232向PC機輸入數據。本實用新型並不限制具體的ZigBee模塊控制的軟體控制方法，申請人在此處提 供一種方法用於說明本實用新型的系統在軟體層面上是如何工作的參考圖4，在網絡中， 每個節點都有一個固定的地址。數據的傳送採用主從節點方式。與計算機連接的無線傳感 器節點作為主節點，採用I/O引腳模擬串行接口與計算機通信。其他傳感器節點作為從節 點，可以向主節點發送中斷請求。無線傳感器網絡中，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、數據大小、數據內容和校驗位。其中，目的地址可以是一個 指定的傳感器節點主節點或者廣播地址。採用比較簡單的異或校驗，當信息包出現校驗錯 誤時，只是簡單地將出錯信息包丟棄，而不執行任何的糾錯，主節點可以根據響應結果要求 從節點重新發送或報錯。系統的工作過程為首先，對SPI埠、CC2430控制埠初始化，使能SPI埠和 ADC對CC2430晶片初始化，開啟接收機後，就可以運行任務程序，實現接收或發送數據。
權利要求1.一種基於ZigBee的設備無線監控系統，包括從節點和監控中心，其特徵在於所述控制中心由作為伺服器的計算機和協調器主節點組成，所述協調器主節點和從節點以ZigBee無線通訊連接。
2.根據權利要求I所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述從節點為簡化功能設備RFD。
3.根據權利要求I所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述協調器主節點為全功能設備FFD。
4.根據權利要求或3所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述RFD、FFD 為 ZigBee 模塊。
5.根據權利要求4所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述ZigBee模塊為CC2430射頻模塊。
6.根據權利要求I所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述協調器主節點以串ロ或者無線通訊網絡與所述計算機連接。
7.根據權利要求6所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述無線通訊網絡為 GPRS、CDMA。
8.根據權利要求I所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述從節點連接有設備採集控制終端。
9.根據權利要求8所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於所述設備採集控制終端由ー級終端控制監控櫃和ニ級終端組成，所述監控櫃包括電能測量單片機、多路控制板、監控板；所述ニ級終端安裝在需要監控的設備裡，包括電カ載波模塊EPCW和輸入輸出接ロ板；所述從節點通過端子接口和設備監控終端內的PLC相連。
10.根據權利要求I所述的基於ZigBee的設備無線監控系統，其特徵在於還連接有報警裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種基於ZigBee的設備無線監控系統，包括從節點和監控中心，其特徵在於所述控制中心由作為伺服器的計算機和協調器主節點組成，所述協調器主節點和從節點以ZigBee無線通訊連接。本實用新型公開的基於ZigBee的設備無線監控系統，可以應用在複雜的工業設備管理環境中可以節約成本，縮短開發時間，設備間易於靈活組網。相對原有複雜、難以布線的有線連接方式，本實用新型的系統有效提升整個系統的可擴展性，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 優先權日2011年11月16日
發明者蘇文彬 申請人:福建省華大數碼科技有限公司