ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)及其互轉(zhuǎn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及網(wǎng)絡(luò)信號通信領(lǐng)域，具體地，涉及ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)及包括該網(wǎng)關(guān)的互轉(zhuǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳輸技術(shù)。該技術(shù)主要工作于無需注冊的2.4GHz頻段，傳輸距離10-300M，速率10_250kbps，功耗5mA，是一種近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率和低成本的無線聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。它與藍(lán)牙技術(shù)相似，但是比藍(lán)牙技術(shù)具有更大的優(yōu)勢。其最大的特點(diǎn)就是低功耗、單網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量數(shù)大以及擁有自組網(wǎng)能力。在一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，最多擁有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)65000個。多數(shù)的時間ZigBee終端可以處于休眠模式，最大程度的降低了設(shè)備的自身的電量使用，更加適合用于那些不需要實(shí)時傳輸或者連續(xù)更新的場合。通常，兩節(jié)普通的5號電池能夠讓設(shè)備工作6-12個月，當(dāng)終端進(jìn)入深度休眠時，設(shè)備可工作時間甚至可以延長至24個月。
[0003]由于ZigBee技術(shù)的諸多特點(diǎn)，它特別適用于工業(yè)上無線數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，以及大范圍自組網(wǎng)的建立。同時，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，ZigBee節(jié)點(diǎn)可以非常靈活的與不同傳感器集成在一起，組建成不同用途的ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)。例如，ZigBee節(jié)點(diǎn)與溫濕度傳感器集成，來實(shí)現(xiàn)糧食倉庫、藥品倉庫和化學(xué)品倉庫的溫濕度監(jiān)控；ZigBee節(jié)點(diǎn)與二氧化碳傳感器集成，來實(shí)現(xiàn)蔬菜大棚和森林中蔬菜植物的生長狀況的監(jiān)控；ZigBee節(jié)點(diǎn)與煙霧傳感器集成，來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)火警監(jiān)控等。這些集成不但在資源上節(jié)省了人力物力財力，而且能夠更加準(zhǔn)確的提供所需的實(shí)時數(shù)據(jù)，同時也使使用者遠(yuǎn)離了一些危險系數(shù)大或者人力無法長期堅(jiān)持的檢測環(huán)境。
[0004]當(dāng)然，ZigBee技術(shù)有其很大的局限性，首先它的傳輸速率相對較低且通訊距離短，其次，它的電波穿透能力不強(qiáng)且抗干擾能力差，致使ZigBee更加適合在室內(nèi)小范圍，大空間上使用。
[0005]WiFi通信模塊的全稱是Wireless Fidelity，是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線傳輸技術(shù)。該技術(shù)使用的2.4GHz頻段，傳輸距離在100-300M，最大速率可達(dá)300Mbps，功耗10-50mA，是支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。其主要特點(diǎn)是:無線數(shù)據(jù)傳輸速率高，覆蓋范圍廣，方便與現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，組網(wǎng)成本很低。目前廣泛應(yīng)用于個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端上。WiFi通信模塊是由AP (Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡以及一臺AP，如此便能以無線模式，配合既有的有線架構(gòu)來分享網(wǎng)絡(luò)資源?，F(xiàn)在WiFi通信模塊在國內(nèi)的覆蓋范圍越來越廣泛，賓館、住宅區(qū)、火車站、飛機(jī)場以及各種公共場所基本上都能夠搜索到WiFi通信模塊信號。
[0006]當(dāng)然，WiFi通信模塊也有其局限性。相對于ZigBee技術(shù)，WiFi的功耗更高，因此對于供電的要求則更為苛刻。于此同時由于WiFi采用的是射頻技術(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，數(shù)據(jù)包在傳送的過程中都可以被外界檢測或接收，信息安全是個隱患，雖然數(shù)據(jù)可以經(jīng)過加密后傳輸，但在數(shù)據(jù)包足夠多的情況下，仍有被黑客破解的可能。再者，WiFi的單網(wǎng)節(jié)點(diǎn)最大容量數(shù)2007個，也在一定程度上限制了使用環(huán)境。
[0007]因此，根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境將ZigBee技術(shù)與WiFi技術(shù)結(jié)合在一起，發(fā)揮其各自的優(yōu)點(diǎn)是目前主流的思想。例如，在智能倉儲中，我們可以在倉庫內(nèi)部部署非常多的帶有ZigBee傳輸模塊的傳感器節(jié)點(diǎn)，這些傳感器感知的數(shù)據(jù)先由低功耗的ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行收集，然后發(fā)送到用于信息匯集具有高傳輸速率WiFi節(jié)點(diǎn)上，再由WiFi網(wǎng)絡(luò)傳輸給上層。但是，ZigBee技術(shù)與WiFi技術(shù)是兩種不同的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)的方法有很大的差異，存在著很大的異構(gòu)性。如何屏蔽異構(gòu)性，最大程度的發(fā)揮ZigBee網(wǎng)絡(luò)與WiFi網(wǎng)絡(luò)的各自優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)的無縫連接成為了一個待解決的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)克服了現(xiàn)有技術(shù)中的ZigBee和WiFi各自的缺點(diǎn)，將上述的ZigBee和WiFi進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者的互補(bǔ)，本實(shí)用新型還提供ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換裝置，該網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)，該互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)包括=ZigBee通信模塊、WiFi通信模塊和電源模塊，所述電源模塊被配置成分別連接于所述ZigBee通信模塊和WiFi通信模塊以提供工作電壓；
[0010]所述ZigBee通信模塊被配置成連接于所述WiFi通信模塊以實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)、協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸。
[0011]優(yōu)選地，所述ZigBee通信模塊的RX端口連接于所述WiFi模塊的TX端口；
[0012]所述ZigBee通信模塊的TX端口連接于所述WiFi模塊的RX端口。
[0013]優(yōu)選地，所述無線局域網(wǎng)ZigBee通信模塊的型號為CC2530。
[0014]優(yōu)選地，所述無線局域網(wǎng)ZigBee通信模塊包括:
[0015]ZigBee通信單元和連接于所述ZigBee通信單元的微控制器單元，所述ZigBee通信單元通過微控制器單元中ZigBee協(xié)議棧和WiFi協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)、協(xié)議轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)。
[0016]優(yōu)選地，所述ZigBee通信單元的RX端口連接于所述微控制器單元的TXl端口，所述微控制器單元的RX2端口連接于所述WiFi通信模塊的TX端口；
[0017]優(yōu)選地，所述ZigBee通信單元的TX端口連接于所述微控制器單元的RXl端口，所述微控制器單元的TX2端口連接于所述WiFi通信模塊的RX端口。
[0018]優(yōu)選地，所述互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)還包括=ZigBee終端設(shè)備，所述ZigBee終端設(shè)備用于采集信號，被配置成連接于所述網(wǎng)關(guān)的ZigBee通信模塊。
[0019]優(yōu)選地，所述網(wǎng)關(guān)還包括:WiFi終端設(shè)備，所述WiFi終端設(shè)備被配置成連接于所述WiFi通信模塊。
[0020]本實(shí)用新型還提供一種ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換裝置，該網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換裝置包括:盒體和根據(jù)上述的ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)，所述盒體的內(nèi)部設(shè)置有與所述網(wǎng)關(guān)相配合的安裝槽，且所述盒體的側(cè)面設(shè)置有多個通口，所述多個通口對應(yīng)于所述ZigBee通信模塊的外接端口和所述WiFi通信模塊的外接端口。
[0021]優(yōu)選地，所述網(wǎng)關(guān)通過固定件安裝于所述盒體中。
[0022]優(yōu)選地，所述固定件為螺釘或螺母。
[0023]本實(shí)用新型的網(wǎng)關(guān)能夠出色的解決ZigBee網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)之間因異構(gòu)而產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)無法接合，數(shù)據(jù)傳輸困難等問題，實(shí)現(xiàn)了兩種無線網(wǎng)絡(luò)的互通互聯(lián)，提高了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中的應(yīng)用價值，上述的網(wǎng)關(guān)的優(yōu)勢在于將兩種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的模塊集成到一起，同時，由ZigBee通信模塊芯片來控制WiFi通信模塊初始化加載過程，無需再增加多余的微處理控制器，節(jié)約了成本。
[0024]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0025]附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0026]圖1是說明本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式的網(wǎng)關(guān)的框架示意圖；
[0027]圖2是說明本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式的網(wǎng)關(guān)的啟動流程圖；
[0028]圖3是說明本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式的ZigBee通信模塊傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀示意圖；
[0029]圖4是說明本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式的WiFi通信模塊傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀不意圖；以及
[0030]圖5是說明本實(shí)用新型的另一種優(yōu)選實(shí)施方式的網(wǎng)關(guān)的框架示意圖。
[0031]附圖標(biāo)記說明
[0032]101無線局域網(wǎng)ZigBee通信模塊；
[0033]102無線局域網(wǎng)WiFi通信模塊；
[0034]103電源模塊；104微控制器單元；
[0035]201 ZigBee終端設(shè)備；202 WiFi終端設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0037]本實(shí)用新型提供ZigBee和WiFi互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)，該互轉(zhuǎn)網(wǎng)關(guān)包括:ZigBee通信模塊1UffiFi通信模塊102和電源模塊103，所述電源模塊103被配置成分別連接于所述ZigBee通信模塊101和WiFi通信模塊102以提供工作電壓；
[0038]所述ZigBee通信模塊101被配置成連接于所述WiFi通信模塊102以實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)、協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸。
[0039]其中，ZigBee通信模塊101和WiFi通信模塊102都是無線局域網(wǎng)，具體如【背景技術(shù)】中的描述。
[0040]通過上述的實(shí)施方式，本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的ZigBee通信模塊101和WiFi通信模塊102單獨(dú)使用時的缺陷，通過連接的方式，充分利用ZigBee通信模塊101的網(wǎng)絡(luò)低成本、低功耗和WiFi通信模塊102的網(wǎng)絡(luò)高速穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的短距離和WiFi網(wǎng)絡(luò)高成本、高功耗的缺點(diǎn)。
[0041]以下結(jié)合附圖1-5對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0042]本實(shí)用新型的微控制器單元104中的控制程序和數(shù)據(jù)交換管理程序?qū)崿F(xiàn)對ZigBee通信模塊101和WiFi通信模塊102的控制以及ZigBee通信模塊101和WiFi通信模塊102之間的通信管理，圖2中整個裝置的啟動步驟是SlOl加電程序開始；S102加載ZigBee無線收發(fā)模塊驅(qū)動；S103加載是否成功，成功則執(zhí)行S104，否則執(zhí)行S102 ；S104加載WiFi通信模塊驅(qū)動；S105加載是否成功，成功則執(zhí)行S106，否則重復(fù)執(zhí)行S104 ；S106建立連接，發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0043]在上述的【具體實(shí)施方式】中，所述ZigBee通信模塊101的RX端口連接于所述WiFi模塊102的TX端口 ；所述ZigBee通信模塊101的TX端口連接于所述WiFi模塊102的RX端口。
[0044]可以通過上述的連接方式，實(shí)現(xiàn)ZigBee通信模塊101和WiFi模塊102的信息交互，能夠在不影響ZigBee通信模塊101和WiFi模塊102各自獨(dú)立工作的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)兩種模塊間無障礙的相互通信。
[0045]上述的【具體實(shí)施方式】中，所述無線局域網(wǎng)ZigBee通信模塊101的型號為CC2530，