[實(shí)用新型]基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120114749.0
• 申請(qǐng)日: 2011-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN202068585U
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢韜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中啟創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號(hào): H04W84/18
• 分類號(hào): H04W84/18;G08C17/02
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標(biāo)代理有限公司 12103
• 代理人: 王山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，具體說是一種通過物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信終端對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集、顯示、存儲(chǔ)、查詢、同步和上傳功能的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless?Sensor?Networks，WSN)是當(dāng)前在國(guó)際上備受關(guān)注的、涉及多學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。傳感器技術(shù)、微機(jī)電系統(tǒng)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信等技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)了現(xiàn)代無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展了人們信息獲取能力，將客觀世界的物理信息同傳輸網(wǎng)絡(luò)連接在一起，在下一代網(wǎng)絡(luò)中將為人們提供最直接、最有效、最真實(shí)的信息。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠獲取客觀物理信息，具有十分廣闊的應(yīng)用前景，能應(yīng)用于軍事國(guó)防、工農(nóng)業(yè)控制、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境檢測(cè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域。已經(jīng)引起了許多國(guó)家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，被認(rèn)為是對(duì)21世紀(jì)產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。

無(wú)線傳感器網(wǎng)緒就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wireless?sensor?network)簡(jiǎn)稱WSN，是一種由大量小型傳感器所組成的網(wǎng)絡(luò)。這些小型傳感器一般稱作sensor?node（傳感器節(jié)點(diǎn)）或者mote（灰塵）。此種網(wǎng)絡(luò)中一般也有一個(gè)或幾個(gè)基站(稱作sink)用來集中從小型傳感器收集的數(shù)據(jù)。

ZigBee技術(shù)是一個(gè)具有統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的短距離無(wú)線通信技術(shù)，其PHY層和MAC層協(xié)議為IEEE802.?15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。本文提出的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)工作在全球通用的ISM?(Industrial，Scientific?and?Medical)免付費(fèi)頻段2.4GHz上，其數(shù)據(jù)傳輸速率為250Kbls，劃分為16個(gè)信道。與藍(lán)牙或802.?llb等同屬短距離無(wú)線通信技術(shù)相比，ZigBee技術(shù)具有先天的優(yōu)勢(shì)。ZigBee設(shè)備為低功耗設(shè)備，具有能量檢測(cè)和鏈路質(zhì)量指示的功能。同時(shí)，由于采用了砬撞避免機(jī)制(CSMA-CA)，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的沖突。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，采用了密鑰長(zhǎng)度為128位的加密算法，對(duì)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行加密處理，保證了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的高可靠性和安全性。用ZigBee技術(shù)組成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、性價(jià)比高、放置靈活、擴(kuò)展簡(jiǎn)便、成本低、功耗低、安全可靠，這種新興的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)必將有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通過物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信終端對(duì)溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)采集、顯示、存儲(chǔ)、查詢、同步和上傳功能的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:

本發(fā)明的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)，包括：傳感器，設(shè)置在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，探測(cè)相應(yīng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度；ZigBee采集模塊，與上述傳感器相連接，通過傳感器采集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度數(shù)據(jù)；ZigBee模塊，通過ZigBee協(xié)議與ZigBee采集模塊進(jìn)行連接，接收Z(yǔ)igBee采集模塊獲得并發(fā)送出的溫度和濕度數(shù)據(jù)；移動(dòng)通信終端，與ZigBee模塊相互連接，通過公共移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將溫度和濕度數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)服務(wù)器；后臺(tái)服務(wù)器，接收并儲(chǔ)存由移動(dòng)通信終端所發(fā)出的數(shù)據(jù)。

設(shè)置在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的傳感器為多個(gè)，每個(gè)ZigBee采集模塊至少與一個(gè)傳感器相連接。

上述ZigBee模塊為SDIO卡，移動(dòng)通信終端與ZigBee模塊之間采用SDIO接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

ZigBee模塊中還包括：數(shù)據(jù)解析模塊，負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)解析成實(shí)際的溫濕度數(shù)據(jù)值；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能；數(shù)據(jù)操作模塊，完成對(duì)數(shù)據(jù)的刪除、上傳、備份等操作；系統(tǒng)配置模塊，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的配置以及外設(shè)管理。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:?

本發(fā)明的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)中，通過ZigBee采集模塊收集監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的各種參數(shù)信息，然后經(jīng)ZigBee傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至帶有ZigBee模塊的移動(dòng)通信終端，再利用公共無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至后臺(tái)服務(wù)器，從而完成在本地對(duì)遠(yuǎn)端實(shí)際情況的監(jiān)控，通過遠(yuǎn)端的傳感器可以同時(shí)采集不同區(qū)域的不同參數(shù)，在通信的過程中始終采用無(wú)線的通信模式，數(shù)據(jù)通信能力強(qiáng)，覆蓋范圍廣泛，移動(dòng)通信終端與ZigBee模塊之間采用SDIO接口模式，具有更好的擴(kuò)展性能，使用中也更為方便。