專利名稱:基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)的制作方法
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)和無線通信等技術(shù)的進(jìn)步,推動(dòng)了現(xiàn)代無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。無線傳感器網(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)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。無線傳感器網(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. Ilb等同屬短距離無線通信技術(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1 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[0008]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ZigBee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。
圖1是本實(shí)用新型的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)的示意圖;圖2是本實(shí)用新型的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1是本實(shí)用新型的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)的示意圖;圖2是本實(shí)用新型的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流圖。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ZigBee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。[0021]后臺(tái)服務(wù)器中還包括數(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。移動(dòng)通信終端可以采用手機(jī)作為硬件載體,由于手機(jī)性能的局限性,一般在5秒內(nèi)完成數(shù)據(jù)的采集和顯示。每個(gè)Zigbee采集模塊至少保證能夠和一個(gè)溫度或者濕度傳感器連接,進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)采集。并且能夠和SDIO卡形式的ZigBee模塊進(jìn)行 Zigbee數(shù)據(jù)通信,把實(shí)時(shí)采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳輸給SDIO卡形式的Zigbee模塊。手機(jī)上層客戶端應(yīng)用通過底層Zigbee驅(qū)動(dòng),通過SDIO接口,與SDIO形式的Zigbee模 塊進(jìn)行實(shí)時(shí)通信,再通過Zigbee通信協(xié)議與遠(yuǎn)端的Zigbee采集模塊進(jìn)行通信,獲取遠(yuǎn)端溫濕度數(shù)據(jù)。 可以通過界面的設(shè)置設(shè)為手動(dòng)或者自動(dòng)獲取的方式,并且自動(dòng)采集的時(shí)間間隔可調(diào)整和設(shè)置。通過HTTP方式上傳到后臺(tái)服務(wù)器。以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制, 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上,然而,并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi),當(dāng)然會(huì)利用揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾,成為等同變化的等效實(shí)施例,但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾,均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng),其特征在于包括傳感器,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ZigBee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)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng),其特征在于設(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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng),其特征在于上述 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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng),其特征在于 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。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng),其特征在于上述移動(dòng)通信終端為手機(jī)。
專利摘要一種基于ZigBee協(xié)議的數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng),包括傳感器、ZigBee采集模塊、ZigBee模塊、移動(dòng)通信終端、后臺(tái)服務(wù)器,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。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202068585SQ201120114749
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者邢韜 申請(qǐng)人:天津中啟創(chuàng)科技有限公司