[發明專利]基于紫蜂技術的港口現場數據采集傳輸發布系統

無效

• 申請號: 200810032748.4
• 申請日: 2008-01-17
• 公開（公告）號: CN101216986A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 劉成良;劉海寧;李彥明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G08C17/00
• 分類號: G08C17/00;H04L12/28;H04L29/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種電信技術領域的系統，具體是一種基于紫蜂技術的港口現場數據采集傳輸發布系統。

背景技術

目前，不斷增長的集裝箱運輸和港口之間日趨激烈的競爭使得港口的運作效率和港口機械的健康運行面臨更多的挑戰。為了克服上述挑戰，需要對港口及港口機械進行全方位的監測，保證港口裝卸及物流有效運轉。與此同時，現場監測需要大量布線，不僅增加港口建設成本，并且大量的布線也會增加港口系統的復雜性，干擾港口系統正常運轉，也不利于港口系統的維護。理想的監測方式是采用無線的方式。傳統的無線數傳技術成本高，抗干擾性差，不適合工業現場應用。

紫蜂(ZigBee)作為一種新興的無線傳感技術，近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術；采用直接序列擴頻(DSSS)技術，可靠性好，抗干擾能力強；基于IEEE802.15.4標準，可用電池長時間供電；網絡容量大，組網靈活。ZigBee這些優勢使其被更多地應用到工業領域。

經對現有技術文獻的檢索發現，中國專利申請號99126775.3，公開日2001.06.13，專利名稱為“港口門式起重機動態監測裝置”，該專利自述為：實現對門式起重機重點工作參數的檢測，并實現以無線通訊方式將工作參數實時傳送，但并未指出無線通信采用的具體技術手段，同時所采用的無線通信方式易阻斷，具有方向性，組網功能不明確。中國專利申請號：200610061124.6，公開日2006.12.06，專利名稱為：一種支持ZigBee的電能數據采集方法和電能計量裝置，該專利基于提出了一種應用于電能數據采集和計量的裝置，該裝置提供了采集與控制的雙向通路，并且提供了異構網絡的網關，但是其網絡模塊不具備標準應用接口，監測功能特定，監測數據封閉，系統可擴展型較弱。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種基于紫蜂技術的港口現場數據采集傳輸發布系統，使其基于ZigBee無線通信方式，實現對港口及港機安全生產和工作狀態數據進行采集、傳輸、發布，為進一步的港口和港機監測應用程序開發開辟一條數據通路，提供數據基礎。

本發明是通過如下技術方案實現的，本發明包括：無線傳感網絡與遠程數據服務器，其中：無線傳感網絡分布于港口工作現場，負責采集港口現場的工作狀態的數據，并以ZigBee無線方式匯聚網內的采集數據，將匯聚的采集數據打包，通過有線Intranet網絡(企業內部網絡)基于TCP/IP協議(傳輸控制協議/網間協議)傳輸給遠程數據服務器，遠程數據服務器基于TCP/IP協議接收數據，按照打包的數據傳輸格式對數據進行解析，存入數據庫，并以WebServices(Web服務)方式進行數據的發布。

所述無線傳感網絡，包括：終端數據采集節點、路由器及網絡協調器，終端數據采集節點在網絡拓撲結構上與路由器或網絡協調器相連，負責港口工作現場數據的采集，并將數據發送至在Zigbee網絡上與其相連的上級路由器或網絡協調器；路由器負責將現場采集數據轉發至在ZigBee網絡上與其相連的上級路由器或網絡協調器，并負責在ZigBee網絡上與其相連的下級ZigBee網絡節點的網絡路由；網絡協調器匯聚整個無線傳感網絡的現場采集數據，并負責整個港口工作現場的無線傳感網絡的網絡組織。

所述終端數據采集節點、路由器及網絡協調器均作為ZigBee的網絡節點，網絡協調器在無線傳感網絡中是唯一的，而路由器與終端數據采集節點可以有多個，一個基于ZigBee的無線傳感網絡最多有65536個網絡節點，終端數據采集節點、路由器及網絡協調器之間以ZigBee無線通信，并構成網絡拓撲結構，網絡拓撲結構根據港口地理布局和實際監測需要可配置成星型、樹型或網狀拓撲結構。

所述終端數據采集節點，包括：第一處理器、標準SCI(串行通信)接口、傳感器接口、ZigBee收發器及低功耗源管理模塊，第一處理器分別與標準SCI接口、傳感器接口相連，并協調控制標準SCI接口、傳感器接口的運行，標準SCI接口外接串行通信設備輸入串行通信數據，傳感器接口外接數據采樣傳感器輸入采樣數據，串行通信數據和采樣數據均為現場采集數據，第一處理器將現場采集數據裝幀通過SPI(串行外圍設備)接口發送給ZigBee收發器，ZigBee收發器的ZigBee接口將現場采集數據發送至路由器或者網絡協調器，低功耗能源管理模塊分別與第一處理器、標準SCI接口、傳感器接口、ZigBee收發器相連，提供電源支持，并對電源進行管理，實現終端數據采集節點低功耗長時間運行。