[發(fā)明專利]一種基于ZigBee和RS485的混合組網(wǎng)及其工作方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710180430.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN106973001A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪君;羅亞慧;唐文華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/46
• 分類號(hào): H04L12/46;H04W84/16;H04W84/12
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 葉亞林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于ZigBee和RS485的混合組網(wǎng)及其工作方法與應(yīng)用，屬于電子信息通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

門禁系統(tǒng)是對(duì)出入口通道進(jìn)行管理的系統(tǒng)，它是在傳統(tǒng)的機(jī)械式門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，無(wú)論是初期的電子密碼鎖門禁還是現(xiàn)在獲得了廣泛應(yīng)用的RFID感應(yīng)卡式門禁以及新興的指紋式門禁和虹膜門禁都離不開卡信息的網(wǎng)絡(luò)傳遞，門禁組網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)性能起到至關(guān)重要的作用，尤其是對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量和穩(wěn)定性以及系統(tǒng)施工安裝。

現(xiàn)有技術(shù)中的組網(wǎng)大部分是用RS485通信方式。中國(guó)專利CN105528818A公開了一種基于門禁系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括服務(wù)器、通訊轉(zhuǎn)換器、控制器、存儲(chǔ)器、讀卡器、電磁鎖、出門按鈕、消防聯(lián)動(dòng)模塊及備用電源；存儲(chǔ)器作為第二個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式用于突然停電等緊急情況下數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。通訊轉(zhuǎn)換器負(fù)責(zé)進(jìn)行RS485通訊轉(zhuǎn)換，消防聯(lián)動(dòng)模塊用于消防報(bào)警響應(yīng)，備用電源負(fù)責(zé)突然停電時(shí)對(duì)單元口門禁設(shè)備進(jìn)行供電。

采用RS485進(jìn)行通信組網(wǎng)通信距離長(zhǎng)，可以進(jìn)行多路通信，多門禁工作，在低速、短距離、無(wú)干擾的場(chǎng)合可以采用普通的雙絞線；在高速、長(zhǎng)線傳輸時(shí)，采用阻抗匹配(一般為120Ω)的RS485專用電纜(STP-120Ω)，在干擾惡劣的環(huán)境下采用鎧裝型雙絞屏蔽電纜(ASTP-120Ω)；但RS485通常是半雙工通信的，通信距離在1200米之內(nèi)，容易受到干擾，阻抗匹配對(duì)通信效果影響較大，進(jìn)而降低了一部分功率。

對(duì)于樓宇等現(xiàn)場(chǎng)門禁施工的過(guò)程中，RS485過(guò)長(zhǎng)的通信線路對(duì)施工要求穿線和布線要求比較繁瑣，對(duì)樓宇的墻體破壞比較大，通過(guò)無(wú)線通信的方法可以有效的降低布線的難度和對(duì)墻體的破壞，省去了大量人力和線材成本，成本低廉，中樞控制器更新實(shí)時(shí)性好。

現(xiàn)有無(wú)線通信門禁技術(shù)中有包括WIFI聯(lián)網(wǎng)和ZigBee的方式。中國(guó)專利CN104504790A公開了一種無(wú)線門禁控制系統(tǒng)，主要包括主服務(wù)器層、嵌入式服務(wù)器層、WiFi傳輸層、ZigBee協(xié)調(diào)器控制層、ZigBee節(jié)點(diǎn)控制層五級(jí)層次，各層次可靈活搭配形成6種適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景的大小系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了ZigBee和WiFi無(wú)線通訊協(xié)議并結(jié)合嵌入式處理器綜合管理門禁系統(tǒng)。

無(wú)線通信組網(wǎng)的門禁對(duì)各無(wú)線節(jié)點(diǎn)通信質(zhì)量要求高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求高，單個(gè)無(wú)線通信節(jié)點(diǎn)的成本較高，對(duì)具有多個(gè)門控的門禁系統(tǒng)而言，若每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，成本大大增加，而且對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的供電線路也要額外的進(jìn)行布線。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于ZigBee和RS485的混合組網(wǎng)。

本發(fā)明提供一種上述基于ZigBee和RS485的混合組網(wǎng)的工作方法。

本發(fā)明提供一種包括上述基于ZigBee和RS485的混合組網(wǎng)的門禁系統(tǒng)。

術(shù)語(yǔ)說(shuō)明：

1、ZigBee網(wǎng)關(guān)(Co-ordinator)，是啟動(dòng)和配置網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只允許有一個(gè)ZigBee網(wǎng)關(guān)；

2、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)(Router)，是一種支持關(guān)聯(lián)的設(shè)備，能夠?qū)⑾⑥D(zhuǎn)發(fā)到其他設(shè)備，ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以有多個(gè)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)；

3、ZigBee終端設(shè)備(End Device)，執(zhí)行具體功能的設(shè)備。

以上的3種設(shè)備可根據(jù)功能完整性分為全功能設(shè)備(FFD)和半功能設(shè)備(RFD)。其中，全功能設(shè)備可作為協(xié)調(diào)器，路由器或終端設(shè)備，而半功能設(shè)備只能作為終端設(shè)備。一個(gè)FFD可與多個(gè)RFD或多個(gè)其他的FFD通信，而一個(gè)RFD只能與一個(gè)FFD通信。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于ZigBee和RS485的混合組網(wǎng)，包括zigbee網(wǎng)關(guān)、zigbee終端節(jié)點(diǎn)和RS485門控器；混合組網(wǎng)采用樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，ZigBee網(wǎng)關(guān)為樹形網(wǎng)絡(luò)的根節(jié)點(diǎn)；zigbee網(wǎng)關(guān)通過(guò)zigbee終端節(jié)點(diǎn)與RS485門控器連接。

zigbee網(wǎng)關(guān)為網(wǎng)絡(luò)的中央控制器，對(duì)整個(gè)ZigBee系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，負(fù)責(zé)形成和控制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌瑓f(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中各成員的流量。

Zigbee終端節(jié)點(diǎn)是負(fù)責(zé)發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)信息的終端并負(fù)責(zé)485信號(hào)的轉(zhuǎn)換和處理。