[發明專利]基于ZigBee的無線連續圖像傳輸系統

在審

• 申請號: 201710176947.1
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106961582A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 鄒霞
• 申請（專利權）人: 鄒霞
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04W4/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于ZigBee的無線連續圖像傳輸系統，屬于無線通信和圖像領域。

背景技術

ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網絡技術，它是一組基于 IEEE802.15.4無線標準研制開發的，有關組網、安全和應用軟件方面的技術標準，主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。

ZigBee 技術具有如下特點：

1、高可靠性：采用載波監聽多路訪問/沖突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，CSMA/CA)技術避免了發送數據時的競爭和沖突；使用帶應答的傳輸方式和重傳機制；使用循環冗余校驗(Cyclical Redundancy Check，CRC)確保數據的正確性。

2、低功耗：終端設備通信狀態下為幾十毫瓦，睡眠模式下為幾十微瓦。在低耗電待機模式下 2 節 5 號干電池可支持 1 個節點工作 6 個月～24 個月。

3、低成本：ZigBee 芯片成本只有兩美元左右，而且 ZigBee 協議是免專利費的。

4、高安全性：ZigBee 提供了三級安全模式，包括無安全設定、使用接入控制清單防止非法獲取數據以及采用高級加密標準(Advanced Encryption Standard with 128-bit key，AES-128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。

5、時延短：通信時延和從休眠狀態激活的時延都非常短，典型的搜索設備時延是30ms，休眠激活的時延是15ms，活動設備信道接入的時延是 15ms。

6、網絡容量大：每個 ZigBee 網絡最多可支持 65535 個設備。

相對于現有的各種無線通信技術，ZigBee 技術具有低功耗和低成本的特點，適合于承載數據流量較小的業務。

ZigBee 協議棧體系結構示意圖如圖1所示，參照開放式系統互聯(Open System Interconnect，OSI)模型，從上到下依次為應用層(Application Layer，APL)、網絡層(Network Layer，NWK)、媒體訪問控制層(Medium Access Layer，MAC)和物理層(Physical Layer，PHY)，其中應用層由應用對象(至多240 個)、ZigBee 設備對象(ZigBee Device Object，ZDO)和應用支持子層(Application Support Sub-layer，APS)組成。此外還制定了安全服務層，為NWK 和APS 提供安全服務。

ZigBee非常適合于低數據速率下的控制應用以及傳感信號傳輸的物聯網相關應用，在各國學者和工程技術人員的努力下，經過多年的發展，ZigBee技術逐漸走向了實際應用的領域，成為短距離無線傳輸的一個主要標準，并且朝著微型化、多功能化、智能化、低功耗的方向發展。

ZigBee技術發展的最初目的并不是用來傳輸語音、圖像和視頻等多媒體信息，傳統的ZigBee技術是在能量嚴重受限的微型節點上實現簡單的環境數據(如溫度、濕度、光強等)的采集、傳輸和處理。但隨著環境全面監測需求的不斷提升，人們迫切需要傳輸更多的數據量，如語音、圖像、視頻等信息，以實現更加精細的環境監測，例如在山區、礦井等沒有公網信號的地方，需要實時數據采集和環境監控，并在必要時也需要進行工作人員之間的聯絡。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足之處，本發明的目的在于提供一種基于ZigBee的無線連續圖像傳輸系統，包括包括上位機應用子系統、匯聚節點子系統、圖象傳感器子系統，所述上位機子系統與匯聚節點子系統連接，匯聚節點子系統與圖像傳感器子系統無線連接，所述匯聚節點子系統和圖像傳感器子系統均包括無線通信模塊，所述圖像傳感器子系統還包括攝像頭模塊，所述上位機子系統與匯聚節點子系統之間通過串口連接。

優選的，上述上位機子系統實現上位機串口初始化、指令發送、數據接收和檢驗以及圖像保存，上位機與匯聚節點通過串口相連，通過RS-232串口向匯聚節點發送指令。

優選的，上述匯聚節點子系統實現匯聚節點初始化、數據接收和數據發送；匯聚節點初始化包括協議棧初始化和無線通信模塊外圍電路的初始化；數據接收包括無線接收來自圖像傳感器節點發送的數據，及通過串口接收來自上位機的指令；數據發送包括無線發送指令給圖像傳感器節點無線通信模塊，及通過串口發送數據給上位機。