[發明專利]一種可擴展的ZigBee數據傳輸設備及方法

有效

• 申請號: 201610060900.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105719454B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 孟劍華
• 申請（專利權）人: 海穗信息技術（上海）有限公司
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 崔巍

本發明公開一種可擴展的ZigBee數據傳輸設備及方法，所述設備包括數據采集單元、數據轉換單元、數據發送單元、數據接收單元、ZigBee數據網關以及電源控制單元。本發明采用統一標準化的元數據庫，可使不同廠家生產的ZigBee設備在互聯時，無需依賴各自的數據網關而實現互聯，實現ZigBee標準中使用簡單、成本低廉的特性。本發明具有傳輸結果準確、待機功耗低、尺寸小、防掉電等特點，具有應用前景。

技術領域

本發明涉及一種ZigBee數據傳輸設備及方法，尤其涉及一種ZigBee設備在數量上可擴展的數據鍵值傳輸模塊及數據傳輸方法。

背景技術

ZigBee技術是近年來隨著物聯網與智能家居的興起而得到廣泛應用的一種技術。在物聯網與智能家居應用中，ZigBee技術由于其自組網、功耗小、成本低、使用簡單等優點而成為首選技術。然而，市面上的ZigBee設備用途多種多樣，其生產廠家各不相同，即便在使用的協議棧相兼容的情況下，所傳輸數據由于缺乏統一的格式，因而只能被各自的數據網關識別，使得針對某種應用設計的ZigBee設備必須以整套系統的形式部署而無法作為獨立的設備加入其它系統，違背了ZigBee低成本低復雜度的設計理念。

發明內容

為克服現有技術由于ZigBee設備數據傳輸格式不一致導致ZigBee設備可擴展性差的缺陷，本發明第一方面的目的是提供一種可擴展的ZigBee數據傳輸設備。

本發明的具體解決技術方案如下：

一種可擴展的ZigBee數據傳輸設備，包括依次連接的數據采集單元、數據轉換單元、數據發送單元以及與上述各單元連接的第一電源控制單元；和數據接收單元、ZigBee數據網關以及與上述各單元連接的第二電源控制單元。

所述數據采集單元包括數據采集終端、數據采集微控制器、第一數據存儲卡。所述數據采集終端與所述數據采集微控制器的輸入端通信連接，所述數據采集微控制器的信號輸出端分別與所述第一數據存儲卡、所述數據發送單元通信連接，設置存儲卡的目的是防止設備運行異常時的數據丟失，當設備異常重啟后自動加載存儲卡內的數據，確保原始數據的完整性。所述數據采集微控制器為采用16位MSP430單片機，接收所述采集終端采集的信號并轉化為模擬電壓信號，傳遞給所述數據采集微控制器，所述數據采集微控制器將模擬電壓信號轉化為數字信號，傳送到所述數據轉換單元。進一步地，所述數據采集微控制器包括3.3V電源電路、復位電路、JTAG調試電路。

所述數據轉換單元包括數據轉換器、ZigBee數據元數據庫和數據網關平臺軟件。所述數據轉換單元將接收到的數據轉化為統一的鍵值形式的數字信號。所述ZigBee數據元數據庫將ZigBee設備傳輸的數據代表意義、數據格式、數據解讀方式與一個數據編號關聯，將此編號定義為“鍵”；所述數據采集單元采集到的數據值定義為“值”。所述數據網關平臺軟件管理所述ZigBee數據元數據庫，當有新的不在標準范圍內的ZigBee設備加入時，可以手動添加“鍵”及“鍵”關聯的數據代表意義、數據格式、數據解讀方式信息，并設置ZigBee設備數據發送格式滿足“鍵”-“值”的形式，實現整體系統的可擴展性。為保證數據庫的通用性，所述ZigBee數據元數據庫由各大ZigBee設備生產廠家共同制定。

所述數據發送單元包括依次連接的ZigBee射頻收發器和射頻功放。所述射頻功放包括可控開關電路、射頻功放芯片和功放輸出電路；所述可控開關電路與所述射頻功放芯片的輸入端連接，所述功放輸出電路與所述射頻功放芯片的輸出端連接；所述ZigBee射頻收發器通過所述可控開關電路與所述射頻功放芯片連接。所述ZigBee射頻收發器包括PIFA天線。數字信號通過所述PIFA天線傳輸到所述數據接收單元。進一步地，所述射頻功放芯片設置有芯片保護電路。所述數據發送單元，將設置為“鍵”-“值”形式的數據，以無線形式發送；其中“鍵”為前文述及的與所述ZigBee數據元數據庫相關聯的數據編號，“值”為前文所述數據采集單元采集到的數據值。