一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統的製作方法
2023-06-08 11:37:16
專利名稱：一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及本發明涉入大面積農業管理系統中的組網方法，特別涉及通過無線傳感器網絡進行組網的方法。
背景技術：
當前的大面積農業管理系統中大多採用鋪設銅纜來提供管理信息的傳輸通道，這種方式主要存在以下問題:組網成本過高、有線工程施工成本偏高、不適應大面積農業建築管理系統中管理對象和拓撲的靈活性、有線的用戶控制終端不能夠隨便移動等等。Zigbee無線傳感器網絡系統由大量的無線傳感器網絡節點有機組成，Zigbee技術是一種新興的近距離、低功耗、低數據速率、低成本的無線網絡技術，無線傳感器網絡節點具有無線通信、數據採集和處理、協同合作等功能，布置在目標環境中，能夠獲取周圍環境的信息並且相互協同工作完成特定任務。雖然Zigbee無線傳感器網絡具有廣泛的應用前景，但是Zigbee技術本身還處在快速發展的初級階段。現有的Zigbee規範中還存在尚未解決的許多遺留問題，ZigBee規範正在繼續改進並將提供更多的功能
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種將Zigbee無線傳感器網絡應用於大面積農業管理系統中，以提供一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理系統中的組網方法，以使大面積農業中的管理對象可以快速聯網，並且具備移動性。本發明通過如下技術方案實現發明目的:
一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統，包括第一網關、第二網關、至少一個Zigbee無線傳感器網絡和至少一個Zigbee無線傳感器網絡與RS485有線網絡；所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關與網際網路相連；所述第二 Zigbee無線傳感器網絡通過第二網關與RS485有線網絡相連，所述RS485有線網絡與網際網路相連。進一步地，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。進一步地，所述第二 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的方法，包括第一網關、第二網關、至少一個Zigbee無線傳感器網絡和至少一個Zigbee無線傳感器網絡、RS485有線網絡；所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關與網際網路相連，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關將需要採集的數據發送至網際網路；所述第二 Zigbee無線傳感器網絡通過第二網關與RS485有線網絡相連，所述RS485有線網絡與網際網路相連，所述第二Zigbee無線傳感器網絡將需要採集的數據依次經過第二網關、RS485有線網絡發送至網際網路。進一步地，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。進一步地，所述第二 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。進一步地，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡和第二 Zigbee無線傳感器網絡中的節點的地址分配方式中包括子網號、網絡類型和站點地址。進一步地，所述子網號編碼為Obit;所述網絡類型編碼為Obit，所述站點地址為16bit進一步地,假設某一第一 Zigbee無線傳感器網絡的節點或者某一第二 Zigbee無線傳感器網絡中的節點均工作在第一信道，所述信道網關的信道遷移具體包括以下步驟:
第一步:將網絡單元b的工作信道從第一信道更改為第二信道；
第二步:工作在第一信道的網絡單元a向全網發送修改工作信道至第二信道的廣播命令；
第三步:節點收到該命令後，向信道網關回復節點的地址，信道網關收到回復後，記錄各個節點的網絡地址；
第四步:工作在第二信道的網絡單元b發送邀請到各個已經記錄的且更改了工作信道的節點，各個節點通過第二信道回復應答給信道網關；
第五步:如果回復成功的節點數量與信道網關中記錄的節點不一致，則重複第一、二、三、四步，如果一致，則結束信道遷移過程。本發明應用於大面積農業管理系統中，也利用大面積農業管理系統已有的RS485有線網絡，大大降低了組網的成本、提高了大面積農業管理系統中管理對象和拓撲的靈活性，用戶控制終端只需要通過網際網路即能方便獲取無線傳感器網絡中的節點發送的數據。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步說明:
圖1為本發明一種基於Zigbee網絡在大面積農業管理中組網的系統。
具體實施例方式如圖1所示，如圖1所示，一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統，包括第一網關、第二網關、至少一個Zigbee無線傳感器網絡和至少一個Zigbee無線傳感器網絡、RS485有線網絡；所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關與網際網路相連；所述第二 Zigbee無線傳感器網絡通過第二網關與RS485有線網絡相連，所述RS485有線網絡與網際網路相連。其中所述RS485有線網絡與網際網路的連接方式為現有技術，如通過增加其它網關等設備的現有技術實現互聯，在此省略對該部分的描述。
其中，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。其中，所述第二 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。其中，第一網關可採用三星公司的S3C2440高速處理器和FREESCALE的MC13213晶片。使得該第一網關具備強大的運算處理能力，能夠快速的解析系統私有的地址分配管理協議。並且一方面可以提供乙太網口的網際網路(Internet)訪問，同時能夠提供有線網絡的RS485串口，以及Zigbee無線傳感器網絡訪問接口，因此可以實現網際網路和Zigbee無線傳感器網絡以及RS485有線網絡的互聯訪問。其中，第二網關可採用FREESCALE的MC13213晶片。其主要包括兩個功能單元部分:關於2.4GHz的收發射頻單元的處理；另一部分是關於串口 RS-485通信的處理。利用該網關可以通過私有的地址分配和管理協議，實現Zigbee無線傳感器網絡與有線的RS485網絡互聯組網。此外，所述第一、第一 Zigbee無線傳感器網絡中還本配合使用Zigbee網關、Zigbee中繼器等多種設備(該 部分為現有技術故省略具體描述)，以提高了無線傳感器網絡組網的靈活性，可以實現無線傳感器網絡與Internet等有線網絡無縫連接、互為補充，適合大範圍、跨地域組網。一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的方法，包括第一網關、第二網關、至少一個Zigbee無線傳感器網絡和至少一個Zigbee無線傳感器網絡、RS485有線網絡；所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關與網際網路相連，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關將需要採集的數據發送至網際網路；所述第二 Zigbee無線傳感器網絡通過第二網關與RS485有線網絡相連，所述RS485有線網絡與網際網路相連，所述第二Zigbee無線傳感器網絡將需要採集的數據依次經過第二網關、RS485有線網絡發送至網際網路。其中，所述第一 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。其中，所述第二 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。本實施例中，採用如下信道遷移機制，具體描述如下
其中，假設某一第一 Zigbee無線傳感器網絡的節點或者某一第二 Zigbee無線傳感器網絡中的節點均工作在第一信道，所述信道網關的信道遷移具體包括以下步驟:
第一步:將網絡單元b的工作信道從第一信道更改為第二信道；
第二步:工作在第一信道的網絡單元a向全網發送修改工作信道至第二信道的廣播命
令；
第三步:節點收到該命令後，向信道網關回復節點的地址，信道網關收到回復後，記錄各個節點的網絡地址；
第四步:工作在第二信道的網絡單元b發送邀請(hello)到各個已經記錄的且更改了工作信道的節點，各個節點通過第二信道回復應答(hello)給信道網關；
第五步:如果回復成功的節點數量與信道網關中記錄的節點不一致，則重複第一、二、三、四步，如果一致，則結束信道遷移過程，確保信道遷移過程的可靠性。通過上述步驟，可有效的避免由於射頻(RF)工作信道的切換，產生與現有的射頻網絡失去聯繫的網絡孤兒，有效的解決 工作信道的可靠遷移問題。
權利要求
1.一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統，包括第一網關、第二網關、至少一個Zigbee無線傳感器網絡和至少一個Zigbee無線傳感器網絡與RS485有線網絡；所述第一 Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關與網際網路相連；所述第二 Zigbee無線傳感器網絡通過第二網關與RS485有線網絡相連，所述RS485有線網絡與網際網路相連。
2.根據權利要求1所述的一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統，其特徵在於:所述第一 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。
3.根據權利要求1所述的一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農業管理中組網的系統，其特徵在於:進一步地，所述第二 Zigbee無線傳感器網絡中包括用於連接兩個Zigbee無線傳感器網絡子網或者進行信道遷移的信道網關，所述信道網關包括兩個通過串口通信的Zigbee網絡單元a和網絡單元b ，所述信道網關具有第一射頻信道和第二射頻信道。
全文摘要
本發明提供一種Zigbee無線傳感器網絡在大面積農場管理中組網的系統，包括第一網關、第二網關、至少一個Zigbee無線傳感器網絡和至少一個Zigbee無線傳感器網絡、RS485有線網絡；所述第一個Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關與網際網路相連，所述第一Zigbee無線傳感器網絡通過第一網關將需要採集的數據發送至網際網路；所述第二Zigbee無線傳感器網絡通過第二網關與RS485有線網絡相連，所述RS485有線網絡與網際網路相連，所述第二Zigbee無線傳感器網絡將需要採集的數據依次經過第一網關、RS485有線網絡發送至網際網路。本發明應用於大面積農場管理系統中，利用大面積農場管理系統已有的RS485有線網絡，能大大降低了組網的成木、提高了大面積農場管理系統中管理對象和拓撲的靈活性。
文檔編號H04L29/08GK103220366SQ201310155708
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月2日 優先權日2013年5月2日
發明者陳勇, 易潤忠, 劉傳清, 高尚, 郭宇, 朱玉全, 尹雲飛 申請人:南京龍淵微電子科技有限公司