無線傳感器網絡網關的製作方法
2023-04-24 15:15:11 4
專利名稱：無線傳感器網絡網關的製作方法
技術領域：
無線傳感器網絡網關技術領域[0001]本實用新型屬於先進位造和自動控制技術領域，涉及一種無線傳感器網絡網關。
技術背景[0002]中國經濟這些年迅猛發展，石化業作為國民經濟的支柱產業，對國民經濟的發展起著至關重要的作用。但石化行業的原料及產品多為易燃、易爆、有毒、有害，生產過程多處於高溫、高壓或低溫、負壓等苛刻條件。石化行業一旦發生事故，將給人們的生命財產安全帶來了嚴重的威脅。2011年7月16日，大連中石化發生火災，直接損失5億元；2010年9 月7日，中石化勝利作業三號平臺，發生一起傾斜事故，導致36人遇險，直接經濟損失592 萬元；2005年吉化雙苯廠爆炸事故，造成8人死亡，60人受傷，直接經濟損失6908萬元，並有約100噸苯類汙染物流入松花江水體，引發松花江水汙染事件；2003年重慶開縣井噴事故，導致243人因硫化氫中毒死亡，65000人被緊急疏散安置，直接經濟損失達6432. 31萬元。類似事故這些年頻繁的發生，引起了國家的高度重視，如何防範和治理災難是當下必須面對的課題。[0003]而現階段對這些環境下的監控要麼採用人為監控，要麼採用無線傳感器，但所應用的無線通訊技術大多為Zigbee、藍牙、紅外、WIFI，這些通訊距離都不會太遠，這樣的話傳感器採集到的數據很難傳送到危險環境以外的伺服器上，為了解決這一問題，本實用新型將成熟的GPRS遠程通訊技術與Zigbee協調器結合到一塊，這樣就很好的解決了這一問題， Zigbee協調器將自己網絡內的傳感器節點採集到的數據匯總，然後通過GPRS網絡，最後以 TCP/IP協議格式傳送到遠處的伺服器上，從而實現了對危險環境的遠程監控。發明內容[0004]本實用新型的目的是，克服現有Zigbee無線通訊技術在傳輸距離上的限制，提供一種遠距離數據傳輸方法，為此，採用如下的技術方案[0005]一種無線傳感器網絡網關，包括主控制晶片、液晶觸控螢幕、Zigbee協調器、GPRS通訊模塊以及一些常用的 接口(USB接口、SD卡接口、乙太網接口、串口)。拋灑出去的Zigbee 傳感器採集節點將採集到的數據發送到該網關的Zigbee協調器上，並由主控制晶片進行數據處理，然後通過GPRS模塊發送到遠方的伺服器終端上；與此同時，當我們的遠程伺服器想要對Zigbee傳感器採集節點進行相應的控制時，也可以通過TCP/IP協議，再經由GPRS 網絡發送到該無線傳感器網絡網關上，主控制晶片根據接收到具體的內容控制Zigbee協調器，進而控制該Zigbee網絡下的採集節點進行相應的動作。該裝置在整個過程中扮演一個無線傳感器網絡網關的角色，數據在Zigbee協議格式與TCP/IP協議格式之間進行轉換。[0006]作為優選實施方式，本實用新型的，所述的處理器為ARMll架構的S3C6410處理器；所述的Zigbee協調器使用了 TI公司的CC2530晶片；所述的GPRS模塊採用了 PTM100 手機模塊。
[0007]圖1該無線傳感器網絡網關的系統硬體框圖。[0008]圖2該無線傳感器網絡網關的整體工作流程圖。[0009]圖3該無線傳感器網絡網關中Zigbee協調器的工作流程圖。
具體實施方式
[0010]
以下結合附圖詳細介紹該實用新型一種無線傳感器網絡網關的硬體與工作流程。[0011]Zigbee協調器本系統使用了 TI公司的CC2530作為協調器的控制晶片，晶片適應2. 4GHz, IEEE802. 15. 4的RF收發器具有極高的接收靈敏度和抗幹擾性，需要極少的外接元件並且可編程高達4. 5dBm的輸出功率，IR發生電路中的32kHz的睡眠定時器具有捕獲功能，硬體可支持CSMA/CA機制和精確的數位化RSSI/LQI電池監視器還有溫度傳感器，最主要的是還具有8路輸入和可配置解析度的12位ADC，完全能夠滿足項目的需求。[0012]GPRS通訊模塊GSM模塊主要負責通訊，採用普泰通訊科技有限公司開發的 PTM100型小GSM/GPRS模塊，內嵌TCP/IP協議和彩信MMS協議，支持數據透明傳輸，使無線終端與伺服器之間的數據傳輸變得簡單，還可以通過MMS通道發送圖片。主要應用於GSM 無線報警、遠程控制、遠程無線數據傳輸、簡訊中心、GPRS無線上網、監控系統、遙控遙測系統、無線POS機和無線售賣機等。中央處理器通過AT指令控制PTM100實現數據的傳送，同時接受來自控制中心的信息。在緊急的情況下，還可以控制GSM模塊完成語音呼叫，和緊急信息發送功能。[0013]主控制晶片選用ARMll晶片(三星S3C6410)作為主處理器的嵌入式核心板，該 CPU基於ARMl 176JZF-S核設計。有性能高、功能強、體積小、功耗低等優點，接口資源豐富可以很方便的開發和外設進行數據通信。電源部分本裝置中GPRS模塊部分採用4. 2V電源供電，主控制晶片與Zigbee協調器部分採用3. 3V供電。[0015]整體功能描述，上電後Zigbee協調器自動完成建立網絡、允許節點加入網絡、綁定節點的工作並開始採集各節點數據，與此同時主控制晶片也完成啟動工作並對GPRS模塊進行不要的初始化與自檢，然後將Zigbee採集到的數據通過GPRS網絡發送到伺服器終端上,如圖2所示。[0016]Zigbee協調器需要組建ZigBee網絡，該系統中的網絡採用星形拓撲，允許傳感節點加入網絡、綁定傳感節點，對各節點採集的酒精、一氧化碳、二氧化硫濃度等信息進行採集、融合。將採集到的數據通過天線發送至協調器上，並由協調器對各節點採集的信息進行計算，將處理好的數據通過串口傳入ARMll控制端，如圖3所示。
權利要求1.一種無線傳感器網絡網關，包括主控制晶片、液晶觸控螢幕、Zigbee協調器、GPRS通訊模塊以及USB接口、SD卡接口、乙太網接口、串口這些常用接口，拋灑出去的Zigbee傳感器採集節點將採集到底數據發送到該裝置的Zigbee協調器上，並由主控制晶片進行數據處理，然後通過GPRS模塊將數據發送到遠方的伺服器終端上；同時，遠程伺服器也可以通過TCP/IP協議，再經由GPRS網絡，發送控制指令到該無線傳感器網絡網關上，主控制晶片根據接收到具體的內容控制Zigbee協調器，進而控制該Zigbee網絡下的採集節點進行相應的動作。
2.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡網關，其特徵在於，所述的Zigbee協調器使用了 TI公司的CC2530晶片。
3.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡網關，其特徵在於，所述的GPRS模塊採用了PTMlOO手機模塊。
4.根據權利要求1所述的無線傳感器網絡網關，其特徵在於，所述的主控制晶片採用了三星公司的S3C6410處理器。
專利摘要本實用新型屬於先進位造和自動控制技術領域，涉及一種無線傳感器網絡網關，包括主控制晶片、液晶觸控螢幕、Zigbee協調器、GPRS通訊模塊以及一些常用的接口(USB接口、SD卡接口、乙太網接口、串口等)。拋灑出去的Zigbee傳感器採集節點將採集到的數據發送到該網關的Zigbee協調器上，並由主控制晶片進行數據處理，然後通過GPRS模塊發送到遠處的伺服器終端上；與此同時，當我們的遠程伺服器想要對Zigbee傳感器採集節點進行相應的控制時，也可以通過TCP/IP協議，再經由GPRS網絡發送到該無線傳感器網絡網關上，主控制晶片根據接收到具體的內容控制Zigbee協調器，進而控制該Zigbee網絡下的採集節點進行相應的動作。該裝置在整個過程中扮演一個無線傳感器網絡網關的角色，數據在Zigbee協議格式與TCP/IP協議格式之間進行轉換。本實用新型具有高效、結構緊湊，應用領域廣等優點。
文檔編號H04W88/16GK202856999SQ201220342330
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者李一路, 李紅磊 申請人:天津君瑞科技有限公司