[發明專利]基于Zigbee技術的設備維護與配置系統及其通信方法

有效

• 申請號: 201110200628.2
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102291748A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張雷;徐大可;劉亮;楊春瑜;賴曉路;張笑天
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W84/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

???本發明涉及一種設備維護與配置的通信方法，尤其是一種基于Zigbee技術的設備維護與配置置系統及其通信方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

???ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數據速率、低成本、低復雜度的雙向無線通訊網絡技術，采取了IEEE?802.15.4協議的物理層和MAC層，并在此基礎上增加了網絡層、網絡安全和應用層。

Zigbee網絡由三種網絡節點組成：網絡協調器、路由節點、終端節點。網絡協調器包含所有的網絡消息，存儲容量大、計算能力最強，發送網絡信標、建立一個網絡、管理網絡節點、存儲網絡節點信息、尋找一對節點間的路由消息、不間斷地接收消息；路由節點是網絡中的中繼，連接網絡各個節點，延伸和擴展網絡的覆蓋范圍和網絡規模。終端節點是只能直接發消息給網絡協調器和路由節點，所有采集的數據信息都經過該節點而進入Zigbee通信網絡，對處理能力和內存的需求低。

設備在出廠前會經過調試與檢測，在出廠前的調試與檢測基本上都是通過網口、串口或光口進行，即外接網線、串口線或光纖至調試、檢測與配置的主機，由主機來對設備進行調試與配置。然而當設備出廠給用戶之后，設備很有可能運行在比較苛刻的環境下，一旦安裝后，人力比較難以觸及，對現場設備的升級、配置以及調試將非常困難，需要人工觸及設備，接上網線、串口線或光纖拉出來，才能進行調試、維護與配置。但是危險往往發生在人工觸及設備，接上網線、串口線或光纖拉出來的過程中，同時在用戶體驗上也比較差。

???比如說電力系統中用于城鄉電網的戶外開關遠方終端裝置，該裝置負責柱上開關等開關設備的開關量及測量量的采集，饋電線路的故障識別、故障定位、故障隔離。該裝置安裝在桿塔上，用戶對該設備的維護與配置，需要爬上桿塔，接上很長的網線，然后再回到地面上，將網口接入計算機進行現場維護與配置，爬桿拉網線的過程就是比較危險的過程。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，即設備現場運行在比較復雜的條件下時，采用有線的方式對設備進行調試、維護與配置，需要人工將線連上設備與計算機，而人工連線這個過程很可能是比較危險的，而且也降低用戶體驗。

本發明采用的技術方案為：

一種基于Zigbee技術的設備維護與配置系統，包括Zigbee網絡中的終端節點和網絡協調器，其特征在于：終端節點與設備相連接，網絡協調器與計算機或手持維護終端連接，由網絡協調器和終端節點所形成的網絡來承載設備與計算機之間傳遞的調試、維護與配置數據。

前述的基于Zigbee技術的設備維護與配置系統，其特征在于：終端節點與被維護設備間的連接包括兩種方式，一種方式直接將終端節點做成一塊電路板，由設備來進行供電，然后通過引腳相聯，設備與終端節點之間采用串行異步通信方式；另一種方式將終端節點封裝成微型裝置，微型裝置與設備間采用有線連接，接口可采用RS232、RS485或網口等多種形式。

網絡協調器與計算機之間采用USB接口，當其與計算機連上后，自動將USB接口映射成COM串口，與計算機上的設備管理應用程序之間通信遵循通用的RS232接口協議；網絡協調器通過計算機的USB接口進行供電。

一種基于Zigbee技術的設備維護與配置系統的通信方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在終端節點實現Zigbee協議棧，終端節點與被維護設備之間通過引腳直接相連或串口線相連，在該引腳或串口線上實現UART通信；

2)在網絡協調器實現Zigbee協議棧，在網絡協調器與計算機之間采用USB接口相連；

3)由網絡協調器首先建立某一信道的Zigbee網絡，終端節點搜查到該網絡后，進行網絡加入申請；

4)對終端節點進行安全認證，認證通過，兩點無線通道建立；

5)被維護設備從UART接口發送和接收數據，管理應用程序從USB接口接收和發送數據,被維護設備與管理應用程序之間的調試數據、配置數據以及版本數據都將通過該Zigbee的無線通道進行傳輸。

本發明技術方案的顯著性進步和特點主要體現在：充分利用Zigbee技術低功耗、低復雜度和短距離等特點，將其應用于現場設備的維護與配置中；不再采用有線方式來承載調試、配置與軟件版本數據，而采用無線的方式進行承載，大大增加了維護的方便性、增強了用戶體驗，用戶甚至可以直接在車內進行設備維護的工作，無需在惡劣的設備運行環境下進行維護與配置工作。

附圖說明

???附圖1為本發明的設備維護與配置方法對比示意圖；