一種Zigbee轉(zhuǎn)3G的轉(zhuǎn)發(fā)路由器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于無線通信和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Zigbee轉(zhuǎn)3G的轉(zhuǎn)發(fā)路由器。
【背景技術(shù)】
Zigbee是部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)。它是一種短距離，低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。
Zigbee網(wǎng)絡(luò)中分布的各個(gè)微型小節(jié)點(diǎn)協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集環(huán)境數(shù)據(jù)，通過ZigBee協(xié)議實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信，并將數(shù)據(jù)匯聚到匯聚節(jié)點(diǎn)，最終將處理好的信息傳送到需要的用戶。Zigbee網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，主要有串行PC網(wǎng)關(guān)MIB510，USBPC網(wǎng)關(guān)MIB520、以太網(wǎng)PC網(wǎng)關(guān)MIB600，但都存在這嚴(yán)重的不足，必須基于PC機(jī)相連，但是室外環(huán)境沒有PC機(jī)，因此不具備使用條件。
Zigbee技術(shù)存在通信距離短的缺點(diǎn)，其應(yīng)用一般限制在100米以內(nèi)，而廠商開發(fā)Ikm的Zigbee模塊則完全違背了 zigbee低功耗短距離的設(shè)計(jì)宗旨。

【發(fā)明內(nèi)容】

為解決上述問題，本發(fā)明采用3G技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的無線通信。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種Zigbee轉(zhuǎn)3G的轉(zhuǎn)發(fā)路由器，包含Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊、3G模塊、GPS模塊、ARM控制系統(tǒng)模塊；該類路由器適用于數(shù)據(jù)需要遠(yuǎn)程傳輸?shù)膱?chǎng)景。
ARM控制系統(tǒng)模塊啟動(dòng)后完成對(duì)3G模塊的配置，并通過串口接收Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊收到的zigbee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過3G模塊將數(shù)據(jù)傳至服務(wù)器，同時(shí)GPS模塊將定位信息通過3G模塊將定位信息傳輸至服務(wù)器，定位軟件根據(jù)定位信息確定路由器布設(shè)位置。
所述Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊，接收Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)，并通過串口將數(shù)據(jù)寫入ARM控制系統(tǒng)模塊；
所述3G模塊，完成對(duì)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊接收數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并負(fù)責(zé)與服務(wù)器通訊；
所述GPS模塊，通過3G模塊使GPS模塊與上位機(jī)的定位軟件通信，定位軟件通過GPS定位信息定位路由器位置；
所述ARM控制系統(tǒng)模塊,是Zigbee轉(zhuǎn)3G的轉(zhuǎn)發(fā)路由器的控制核心,通過執(zhí)行at指令完成對(duì)3G模塊的配置，同時(shí)通過指令改變GPS模塊的工作模式；
所述Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊包含CC2530模塊以及外接天線，CC2530模塊通過串口 I與ARM控制系統(tǒng)模塊連接，并通過串口 I將CC2530模塊收到的數(shù)據(jù)寫入ARM控制系統(tǒng)模塊； 所述3G模塊包含3G核心板、3G外接天線和SM卡，3G模塊通過串口 2與ARM控制系統(tǒng)模塊連接，ARM控制系統(tǒng)模塊通過串口 2將3G模塊的配置指令寫入3G模塊，完成對(duì)3G模塊的配置；
[0014]GPS模塊包含GPS核心板和GPS外接天線，GPS模塊通過串口 3與ARM控制系統(tǒng)模塊連接，ARM控制系統(tǒng)模塊通過串口 3將配置指令寫入GPS模塊，改變GPS模塊的工作模式，同時(shí)ARM控制系統(tǒng)模塊通過串口 3接收GPS模塊的定位信息；
ARM控制系統(tǒng)模塊包含ARM核心板、串口 1、串口 2、串口 3、外部存儲(chǔ)模塊和外圍電路，ARM控制系統(tǒng)模塊作為Zigbee轉(zhuǎn)3G的轉(zhuǎn)發(fā)路由器的控制核心,通過串口協(xié)調(diào)Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊、3G模塊、GPS模塊之間的工作。
電源模塊包電池、太陽能電池板、電源管理模塊，電池通過電源管理模塊與太陽能電池板連接，電池通過DC-DC模塊為Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊、3G模塊、GPS模塊、ARM控制系統(tǒng)模塊供電。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
1.為解決Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器的功耗問題，電源模塊采用太陽能電池板，利用室外的太陽能優(yōu)勢(shì)結(jié)合可充電電池，在太陽能重組充足的情況下，利用太陽能電池板為Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器供電，并為電池充電，在無太陽時(shí)則使用電池為Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器供電。
2.為快速排除Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器的故障,通過GPS模塊以及定位軟件,可迅速確定工作異常的Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器的位置，減小了故障排除的難度。
3.由于3G模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的功耗遠(yuǎn)高于未發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的功耗，而且每次發(fā)送的數(shù)據(jù)量并不多，因此采用緩存機(jī)制臨時(shí)存儲(chǔ)接收來自Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)一定數(shù)量后建立鏈接，將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一發(fā)送至服務(wù)器，這樣減少了不必要的功耗開銷。
4.突破Zigbee傳輸距離短的缺陷，使得Zigbee網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)范圍得到極大的提高，從而可實(shí)施長(zhǎng)期的、可靠地、遠(yuǎn)程的野外監(jiān)測(cè)。
【附圖說明】
圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2電源模塊供電圖。
圖3Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器的數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
為了能夠大范圍區(qū)域監(jiān)測(cè)，同時(shí)解決Zigbee網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)范圍小的缺點(diǎn)，提出了 Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器設(shè)計(jì)，同時(shí)采用電池和太陽能電池板以及電池的雙供電模式，解決了能耗受限的問題，此外采用GPS模塊實(shí)時(shí)監(jiān)控Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器的工作情況。該方案既能滿足長(zhǎng)期的、可靠地、遠(yuǎn)程的野外監(jiān)測(cè)，又可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、集成度高、便于維修的要求。
參見圖1，本發(fā)明用于將zigbee模塊收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，包括=Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊、3G模塊、GPS模塊、ARM控制系統(tǒng)模塊、電源模塊。其中所述Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊、3G模塊、GPS模塊與ARM控制系統(tǒng)模塊連接，電源模塊與所有模塊連接并為其供電。
Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊，用與收集Zigbee網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)。Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊由符合2.4-GHz IEEE 802.15.4協(xié)議的CC2530模塊以及2.4GHz天線組成。Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊最高通信速率為250kbps，采用2.0-3.6V的低電壓供電，待機(jī)時(shí)電流消耗僅為0.2uA，靈敏度高達(dá)-97dBm，Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊通過串口 I與ARM控制系統(tǒng)模塊相連。
ARM控制系統(tǒng)模塊，是Zigbee轉(zhuǎn)3G轉(zhuǎn)發(fā)路由器的控制核心，執(zhí)行at指