[發(fā)明專利]一種基于ZigBee通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710140873.6
• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106878447B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許鵬;沈曉燕;王美玉;許林祥;蔡燕;楊永杰;虞俊宇;顧國良;羌浩南;朱鋒;朱建雄
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24;H04W4/80;G08C17/02
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔡晶晶

本發(fā)明涉及一種基于ZigBee通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及系統(tǒng)，包括服務(wù)器、多個中轉(zhuǎn)裝置和多個采集終端。各采集終端在上傳數(shù)據(jù)時，會在多個中轉(zhuǎn)裝置中隨機(jī)選擇一個傳輸，降低了數(shù)據(jù)阻塞的情況。本發(fā)明所提出的系統(tǒng)應(yīng)答機(jī)制可以解決當(dāng)某個中轉(zhuǎn)裝置出現(xiàn)故障時，自動調(diào)整至其他通道，避免了因通道故障而造成數(shù)據(jù)丟失的情況，提高了通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和健壯性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于ZigBee通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。ZigBee技術(shù)的特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。

ZigBee技術(shù)采用動態(tài)路由的方式組織網(wǎng)絡(luò)。動態(tài)路由是指網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆窂讲⒉皇穷A(yù)先設(shè)定的，而是傳輸數(shù)據(jù)前，通過對網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時可利用的所有路徑進(jìn)行搜索，分析它們的位置關(guān)系以及遠(yuǎn)近，然后選擇其中的一條路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。路徑的選擇可以使用“梯度法”，即先選擇路徑最近的一條通道進(jìn)行傳輸，如傳不通，再使用另外一條稍遠(yuǎn)一點的通路進(jìn)行傳輸，以此類推，直到數(shù)據(jù)送達(dá)目的地為止。在實際工業(yè)現(xiàn)場，預(yù)先確定的傳輸路徑隨時都可能發(fā)生變化，或者因各種原因路徑被中斷了，或者過于繁忙不能進(jìn)行及時傳送。動態(tài)路由結(jié)合網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就可以很好解決這個問題，從而保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，中國實用新型專利CN 202600943 U公開了一種基于ZigBee技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)采集終端和數(shù)據(jù)處理終端組成，數(shù)據(jù)處理終端主要由ZigBee無線接收模塊及數(shù)據(jù)管理中心電腦組成，數(shù)據(jù)采集終端通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理終端相連。實現(xiàn)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

現(xiàn)有ZigBee數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在的問題是：系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通常都是經(jīng)協(xié)調(diào)器中轉(zhuǎn)輸出，當(dāng)采集數(shù)據(jù)量較大時，這種單通道輸出容易造成數(shù)據(jù)阻塞。此外在通道出現(xiàn)異常時，數(shù)據(jù)傳輸將直接被中斷，容易造成數(shù)據(jù)的丟失。如果可以構(gòu)建一種多通道的，并能夠自動調(diào)整通道的ZigBee數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將可以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提出了一種基于ZigBee通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的基于ZigBee通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于：包括服務(wù)器、多個中轉(zhuǎn)裝置和多個采集終端；所述服務(wù)器用于存儲各個采集終端采集的數(shù)據(jù)；

所述采集終端具有微控制器、采集模塊和ZigBee模塊；所述微控制器控制所述采集模塊進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，并通過ZigBee模塊經(jīng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)上傳；

所述中轉(zhuǎn)裝置包括微控制器、ZigBee模塊和以太網(wǎng)模塊；所述中轉(zhuǎn)裝置的微控制器控制所述ZigBee模塊從ZigBee網(wǎng)絡(luò)獲取采集終端上傳的采集數(shù)據(jù)，并將采集數(shù)據(jù)由以太網(wǎng)模塊經(jīng)局域網(wǎng)送至服務(wù)器；每個中轉(zhuǎn)裝置可以建立采集終端到服務(wù)器的一個數(shù)據(jù)傳輸通道。

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法如下：

步驟一、所述采集終端在上電時，以群發(fā)方式向ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的中轉(zhuǎn)裝置發(fā)送通道請求信息；

步驟二、所述中轉(zhuǎn)裝置在上電時或接收到通道請求信息時，以群發(fā)方式向ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的采集終端發(fā)送通道邀請信息；

步驟三、所述采集終端在運行時，實時檢測所述通道邀請信息；如果出現(xiàn)新的通道邀請信息，則將發(fā)送該通道邀請信息的中轉(zhuǎn)裝置的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址存入采集終端內(nèi)部的開放通道地址表中；

步驟四、所述采集終端在上傳采集數(shù)據(jù)時，從所述開放通道地址表中隨機(jī)選擇一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址作為上傳數(shù)據(jù)的接收端地址，并以點對點的傳輸方式將采集數(shù)據(jù)上傳至對應(yīng)的中轉(zhuǎn)裝置；